Физико-химические основы технологии электронных средств. Конспект лекций, страница 21

Тонкие металлические пленки и массивные металлы существенно различаются также по плотности. Как показывают результаты экспериментального исследования, плотность тонких пленок, изготовленных любым из двух рассматриваемых методов, значительно меньше плотности соответствующих массивных металлов. Кроме того, плотность тонких пленок зависит от условий их получения. На плотность пленки существенное влияние оказывает также скорость осаждения вещества.

Для любой толщины пленки справедливы соотношения:

        m=j_пadl

R – сопротивление пленки;

r_п – удельное сопротивление материала пленки;

j_п – плотность пленки;

l, a, d – длинна, ширина и толщина пленки.

из этих выражений

Следовательно, если определить соотношение между электрическим сопротивлением слоя и его массой, то можно найти изменение произведения плотности на удельное сопротивление пленки при различной толщине, меняя параметры технологического процесса и режимы обработки.

При разработке технологии изготовления тонкопленочных элементов интегральных микросхем по значению параметра  можно судить о правильности выбора  режима термообработки. Если произведение  для пленки сильно отличается от  произведения  для  массивного  металла,  то  режим термообработки   следует   выбрать   более   интенсивным, если близки режим выбран правильно.

TKR - определяют для стабильных пленок, прошедших термообработку.  Установлено, что ТКR зависит от толщины пленок, причем с уменьшением толщины ТКR уменьшается, а при увеличении толщины приближается к значению, характерному    для    соответствующего массивного металла.

Наиболее важная задача при разработке пленочных резисторов ИМС - получение наименьшего значения TKR в диапазоне рабочих температур. Как показывают результаты исследования, существует область толщин пленок, для которой характерен малый ТКR близкий к нулевому значению. Эта область толщин, называемая переходной, для данного материала определяется условиями получения пленки и может перемещаться в зависимости от этих условий.

Закономерности и механизмы диффузии в полупроводниковых и планарных структурах.

В современной технологии изготовления полупроводниковых ИМС и БИС легирование полупроводников является одним из базовых процессов. Неуклонное повышение быстродействия и степени интеграции ИМС, как биполярных, так и МДП-ИМС, достигается постоянным уменьшением геометрических размеров полупроводниковых структур за счет совершенствования методов локального легирования полупроводников при соответствующем повышении качества и разрешающей способности методов литографии.

По признаку общности физических явлений и технологических приемов современные методы легирования можно подразделить на следующие группы:

а) высокотемпературная диффузия;

б) ионная имплантация;

в) радиационно-стимулированная диффузия.

Для каждой группы характерно использование специализированного технологического оборудования, обеспечивающего проведение процесса в строго контролируемом режиме. Поскольку основные характеристики ИМС определяются параметрами р-n -переходов и легированных областей, которые зависят от распределения примесей в структурах при легировании, к процессам легирования предъявляют жесткие требования по прецизионности геометрических размеров легированных областей и точности распределения концентрации примеси. Это, в свою очередь, обусловливает требования к технологическим режимам процессов легирования по обеспечению заданного распределения введенной примеси.

Диффузия в твердых телах. Механизмы диффузии.

Диффузия - это обусловленное тепловым движением перемещение частиц в направлении убывания их концентрации.

При диффузии  в кристаллах различают перемещение  примесных   атомов (гетеродиффузия)   и   атомов   данного   твердого   тела   (самодиффузия).

Скорость  диффузии  зависит  от  градиента  концентрации   атомов. Чем больше градиент концентрации, тем интенсивнее перемещение атомов.