Исследование технологического процесса эпитаксиального выращивания кремниевых пленок. Технологические расчёты для процесса эпитаксии, страница 5

3.2.2. Рассчитать концентрацию реагентов в ПГС (раздел 2.5.2).

            а) Определить концентрацию SiCl₄ в ПГС в заданном режиме.

            б) Построить график зависимости концентрации SiCl₄ в ПГС от температуры испарителя (диапазон 10..55 ) при заданном в задании основном потоке и расходе  через испаритель.

            в) Построить график зависимости концентрации SiCl₄ в ПГС от расхода  через испаритель (диапазон 3…100 л/ч) при заданной в задании температуре испарителя и основном потоке.

3.2.3. Расчёт потребности в основных материалах (раздел 2.5.3).

            Исходя из годовой программы выпуска, производительности и выхода годных, рассчитать:

            а) количество установок при условии двухсменной работы;

            б) годовую потребность

в SiCl₄ - в кг;

моносилана (SiH₄) – в баллонах (примечание: расчёт производится в предположении, что вместо SiCl₄ используется SiH₄ при той же концентрации в ПГС и длительности процесса);

водорода – в баллонах;

            в) дополнительные данные:

                        - годовой фонд рабочего времени для каждой установки – 200 рабочих дней;

                        - длительность технологического цикла – 2 часа;

                        - для каждой установки ежедневно один процесс – контрольный,

т. е. в день, при двухсменной работе, можно провести 7 рабочих процессов. С точки зрения расхода материалов контрольный процесс эквивалентен рабочему.

            Водород поставляется в баллонах ёмкостью 40 л при давлении 150 атм. Моносилан поставляется либо в виде сжиженного газа в 10-литровых баллонах, либо используется в производстве в виде 4 % смеси с водородом или аргоном – в этом случае он поставляется в 40-литровых баллонах под давлением 150 атм. При расчётах количества моносилана его концентрация в ПГС принимается равной концентрации SiCl₄.

3.3. Содержание отчёта.

            1. Исходные данные.

            2. Основные расчётные данные. Сводные результаты расчётов.

            3. Графики зависимости концентрации SiCl₄ в ПГС от температуры испарителя и от расхода газа-носителя через испаритель.

3.4. Контрольные вопросы.

            1. Что такое эпитаксия?

            2. Как осуществляется выращивание легированных эпитаксиальных плёнок?

            3. Как приготавливаются легированные растворы с малой концентрацией примеси?

            4. Какие химические процессы используются в эпитаксии?

            5. Что определяет скорость роста эпитаксиальных плёнок?

            6. Как регулируется концентрация реагентов в парогазовой смеси? Принцип расчёта концентрации.

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЭПИТАКСИИ

4.1. Цель работы.

            Исследование технологического процесса эпитаксии с помощью математического моделирования, анализ воспроизводимости в зависимости от параметров технологического процесса и их разброса, регулирование техпроцесса с целью повышения выхода годных.

4.2. Краткая характеристика работы.

            Разработанная программа позволяет моделировать технологический процесс эпитаксии при заданных значениях номиналов и отклонений от номинала технологических параметров, фигурирующих в выражениях (3)…(10).

            Идентификатор используемых переменных приведён в табл. 4.2. Кроме того, используются:  - скорость роста ( - в разделе 2), DDS – среднеквадратичное отклонение толщины от среднего значения, полученного при заданном количестве процессов.

            При размещении пластин в 1…3 яруса количество процессов может быть задано от 2 до 200; от процесса к процессу параметры меняются случайным образом в заданных пределах в соответствии с нормальным или равномерным законами распределения (закон задаётся при вводе исходных данных). Если количество процессов выбирается равным 1, то для расчётов используются номинальные значения параметров.