Далее монокристалл-затравка на торце держателя вводится в расплав и медленно вытягивается из него при непрерывном медленном вращении. Охлаждение расплавленного кремния на гранях кристалла-затравки вызывает рост монокристаллического кремния в точном соответствии со структурой затравочного кристалла. Преобразование расплавленного Si в монокристаллические цилиндрические слитки продолжается по мере медленного вытягивания их из расплава.
Критическими параметрами при этом являются:
- скорость вращения и вытягивания затравки,
- чистота материала,
- однородность температурного поля в расплаве.
Вышеописанным способом производят слитки достаточно больших диаметров (от 80 до 250 мм) с равномерно распределенными свойствами по длине и сечению.
На одной стороне каждого слитка по всей его длине сошлифовывают плоскую грань, параллельно оси выращивания. Эту грань используют для совмещения рисунка слоев.
Далее слиток разрезают с помощью алмазных дисков на отдельные пластины толщиной от 0.5 до 1 мм, с их последующей шлифовкой и полировкой. На финальной стадии этого процесса производится тщательный контроль качества.
Термическое окисление.
Этот процесс предназначен для создания на поверхности п/проводниковых структур защитных слоев. Термическое окисление - всего лишь один из методов создания таких слоев, поскольку наряду с ним используют еще анодное окисление и пиролитическое нанесение окисла. Термическое окисление получило наибольшее распространение вследствие простоты и качества получаемых защитных слоев.
Кинетика роста слоев при термическом окислении представлена следующими основными процессами:
- адсорбция молекул окислителя на поверхности исходной пластины;
- прохождение атомов окислителя через слой образовавшегося окисла;
- взаимодействие окислителя с атомами кремния на границе раздела «кремний-окисел» с образованием нового слоя окисла.
Обычно термическое окисление Si по планарной технологии выполняется либо в атмосфере кислорода или водяного пара:
Si+O2 == SiO2
T=1000-1300 C
Si+2H2O == SiO2+2H2
T=1000-1200 C (давление)
(более быстрый метод, на порядок!)
Толщина полученного слоя окисла определяется с помощью графиков зависимости толщины окисла от времени окисления. В промышленном производстве чаще всего используют комбинированное окисление Si-пластин: сначала выращивают тонкий слой SiO2 в атмосфере кислорода, затем более толстый слой в парах воды и завершающий процесс снова в атмосфере кислорода. Такой комбинированный метод позволяет получить необходимые свойства границ раздела Si-SiO2 и слоя SiO2 при минимальных температурах и за более короткое время. Малые температуры выгодны с точки зрения сохранения геометрии и свойств электронно-дырочных переходов элементов ИС.
Эпитаксия.
Это процесс ориентированного монокристаллического материала на подложке с той же ориентацией, что и кристалл.
Для этого необходимо, чтобы поверхность пластины обладала достаточным числом затравочных центров. Такие центры создаются предварительной обработкой поверхности пластины газообразным HCl и вытравливанием в ней слоя кремния толщиной 0,2-1,0 мкм вместе с любыми дефектами кристалла, способными нарушить собственно процесс эпитаксии.
Метод эпитаксии дает следующие преимущества:
è Равномерное распределение примеси в слое (что невозможно при диффузии);
è Сокращение процессов диффузии при получении многослойных структур;
è Упрощение операций изоляции элементов ИС
è Сокращение длительности операций получения элементов ИС.
Методы эпитаксии.
1. Прямые.
Нанесение осуществляется без промежуточных химических реакций путем
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
