Очищення пластин перед епітаксією.

Очищують кремнієві пластини перед епітаксійним вирощуванням на них шару монокристалічного кремнію після остаточного полірування, внаслідок якого пластини забруднені полірувальною суспензією, оксидом хрому, воском. Підготовка пластин для епітаксійного вирощування складається з попереднього та кінцевого їхнього очищення.

Під час попереднього очищення з пластин, які розміщенні на полірувальному диску (касеті), знімаються видимі неозброєним оком забруднення. Це досягається завдяки промиванню пластин (разом з диском) водним розчином мийного засобу (50-100г. на 1000мл. води). Після видалення води за допомогою центрифугування пластини знімають з дисків і потім нагрівають їх у термостаті.

Кінцеве очищення пластин складається з трьох послідовних стадій: знежирення, хімічного окиснення і травлення. Знежирення виконують послідовно, наприклад у трихлоретилені (15-20 хв.), потім у кип’яченому ізопропіловому спирті (7-10 хв.) З пластин залишки розчинників знімають промиванням пластин у проточній деіонізованій воді (5-10 хв.) Хімічне окиснення може здійснюватися або в гарячій азотній кислоті (10-20 хв.), або в кислотній суміші на її основі ( 1000 мл. HNO3+150г. K2Cr207). Після хімічного окиснення пластини відмивають проточною деіонізованою водою спочатку в багатокаскадній, а потім в ультразвуковій ванні. Обробка в воді закінчується після вирівнювання питомого опору води на вході і виході з промивної ванни. Сушать пластини у центрифузі або на установці інфрачервоної сушки. Завершальне очищення пластин від легких поверхневих забруднень відбувається у реакторі спітаксійної установки під час їх високотемпературного відпалу (1220-1250 °С) і, після цього, здійснюють травлення поверхневих шарів кремнію очищеним хлористим воднем.

18. Очищення кремнієвих пластин перед окисненням.Ця операція необхідна, коли пластини довгий час зберігається після спітаксійного нарощування, а також тоді, коли окиснення пластин здійснюється після полірування і подальшого первинного відмивання. Першою операцією очищення пластин перед окисненням є знежирення пластин у кип’яченому ізопропіловому спирті (толуолі, трихлоретані та інших розчинниках) протягом 3-10хв. Добрі результати дає знежирення і в холодному трихлоретилені, але в ультразвуконій ванні. Органічні домішки, які залишаються після знежирення, знімаються після нагрівання пластин у сірчаній кислоті (5-10 хв.) з подальшим промиванням у проточній деіонізованій воді. Застосування ультразвуку під час промивання водою значно покращує якість відмивання.

За необхідності оксид з поверхні пластин знімають травлення у водному розчині фтористоводневої кислоти. Час травлення залежить від концентрації розчину і товщини оксиду, але, як правило, становить 20-50 с. Після травлення пластини відмивають у проточній деіонізованій воді.

Остаточне видалення органічних домішок і надання поверхні пластин гідрофільних властивостей здійснюється у кип’яченій азотній кислоті (3-5 хв.). Після послідовного виконання всіх операцій пластини промиваються деіонізованою водою в багато каскадній та ультразвуковій ваннах. Первинне видалення вологи з поверхні пластин здійснюються на центрифузі. Звільняють пластини від молекулярних шарів воли, які залишилися, та інших домішок під час термічного відпалу в потоці газу на початковій стадії окиснення у дифузійній печі.

19. Очищення пластин перед фотолітографією.Під час обробки пластин перед фотолітографією необхідно видалити з них усі поверхневі забруднення, які погіршують адгезію фоторезисту до поверхні пластин або його властивості та структуру.

Фотолітографічний процес виконують після створення на пластині або захисного шару ( двоокису кремнію, нітриду кремнію), або плівки металу. Ці процеси високотемпературні, і у разі правильного їхнього проведення адсорбція небажаних домішок на поверхні пластин є доволі складною. Звідси випливає необхідність виконання фотолітографічного процесу одразу ж після термічного процесу, без проміжного очищення пластин. На практиці так і роблять, або зберігають пластини не більше ніж 8 годин у чистій натрій (100-150 ^оС) інертній атмосфері. Якщо час зберігання перевищує 8 годин або пластини були в контакті з неочищеним атмосферним повітрям, їх необхідно очистити. Очищення звичайно охоплює промиванням в трихлоретилені, гідромеханічну обробку, промивання у проточній воді та сушіння в термошафах.

Дуже часто піл час виконання фотолітографії фотошар на пластину наносять у відкритому боксі з повітрям, очищеним від пилу, але з волого - температурними параметрами, аналогічними повітрю у приміщенні. У цих випадках перед нанесенням фото шару необхідно підігрівати пластину на 5-7 ^оС вище від кімнатної температури. Цим самим можна зменшити адсорбцію парів води поверхнею пластини.

20.Очищення пластин перед дифузійно-оксидними операціями. Під час створення p-n- переходів за планарною технологією дифузія необхідних домішок у напівпровіднику здійснюється після процесів фотолітографії, тобто після зняття будь-якого захисного шару. Після фотолітографічного процесу на пластинах можуть залишатися частинки фоторезисту, продукти реакції травлення кремнію, боро- і фосфоро- силікатного скла, що містять розчини кислот та іони металів. Завданням хімічної обробки перед дифузією є видалення з пластин усіх поверхневих домішок, які є шкідливими. Під час цього очищення пластини звільняються від органічних домішок в результаті їхнього нагрівання в сірчаній кислоті, окислюються в гарячій азотній кислоті і після травлення у водному розчині фтористоводневої кислоти знову обробляються сірчаною кислотою. Після обробки в будь-якій кислоті пластини миють у проточній деіонізованій воді. Останнє промивання пластин водою проводять у багато каскадній ванні. Сушіння пластин від води здійснюють на центрифузі або в установці інфра

20. 1.Очищення пластин перед напилюванням алюмінію або золота аналогічне очищенню перед дифузією. Якість плівок золота або алюмінію, отриманих на кремнієвих пластинах напилюванням, залежить не тільки від частоти вихідної поверхні пластини і стінок камери, глибини вакууму, але також від частоти розпилених металів. Золото безпосередньо перед його використанням протягом 3-5 хв знежирюють у киплячому чотирихлористому вуглеці і висушують в азоті. Необхідної чистоти алюмінію можна досягти після виконання таких операцій: знежирення в киплячому чотирихлористому вуглеці (15 хв), травлення (2-3 хв) в розчині сірчаної кислоти (H₂O:H2SO4=1:1), промивання проточною водою (5-15 хв), обполіскування в спирті та сущіння в азоті. Підготовлені заготовки можуть зберігатися 8-12 годин, після чого їх знову очищають. Для очищення молібденових випарників часто застосовують знежирення у киплячому чотирихлористому вуглеці (два рази по 5 хв), травлення (10 хв) у суміщі соляної та сірчаної кислоти (1:1), промивання (10-15 хв) у проточній іонізованій воді, сущіня в азоті. Після цієї обробки випарники повинні бути відпалені безпосередньо у вакуумній камері установки напилювання.

Ефективність очищення кремнієвих пластин залежить від багатьох факторів, серед них від чистоти використовуваних хімічних реактивів, чистоти навколишнього середовища, деіонізованої води і дотримання технологічних режимів обробки ( тривалість, температура). На завершальних операціях відмивання деіонізована вода повинна мати питомий опір, не менший, ніж 15-18 МОм-см. Усі завершальні відмивання у воді повинні проходити у чистій атмосфері.

Очищення пластин перед епітаксією.

21.Фінішне очищення підкладок здійснюють для усунення поверхневих забруднень безпосередньо перед виконанням технологічних операцій у виробництві мікроелектронних структур.

Фінішні операції очищення пластин і підкладок виконують за допомогою сухої обробки і, як правило, поєднують із відповідними операціями формування структур, епітаксією, термічним оксидуванням, дифузією, нанесенням плівок.

Мета фінішного очищення-одержання реально чистої поверхні напівпровідника, яка містить частинки мономолекулярного шару органічних забруднень домішок іонів або іонів металів n-типу 10⁹-10¹² см^-2. Очищення здійснюють промиванням підкладок у розчинах комплексоутворювальних реагентів, наприклад, H₂O+HCl+ оксиетилдифосфорна кислота. Хороші результати дає також кип’ятіння підкладок у розчинах кислотно-перекисних (HCl : H₂O₂ : H₂O = 1:1 4) або аміачно-перекислених (АПР) (NH₄OH : H₂O₂ : H₂O = 1:1 4).

22. Термообробка (відпал). Термообробка використовується для видалення адсорбованих поверхню домішок, розкладання поверхневих забруднень і випаровування летких сполук. Як правило, відпал виконують у вакуумних і термічних установках безпосередньо перед перед процесом оксидування, епітаксії тощо. Наприклад, під час вирощування на кремнії маскувальних плівок гази і волога усуваються з поверхні під час нагрівання пластин до температури оксидування. Під час відпалу напівпровідникових пластин у вакуумі з їхньої оксидованої поверхні вже при температурі 400 С відбувається десорбція вологи, вуглекислого газу, легких вуглеводів. Оксидні плівки з поверхні кремнію у вакуумі знімаються за температур, які перевищують 900 С. Оксидні плівки перед епітаксійним нарощуванням кремнієвих шарів усувають відпалом пластин кремнію у водні при температурі 1200-1250 С. Фінішними операціями маршрутів очищення підкладок із кераміки, скла, кварцу, сапфіру є відпал у вакуумі. Ефективність очищення збільшується із підвищенням температури, однак температура обробки обмежена температурою плавлення матеріалів, які очищаються, або дифузією легуючих домішок. У цих випадках використовують низькотемпературніші методи очищення

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Хіміко – механічне полірування	\|	Газове травлення.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.249 сек.