Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Ізопланарна структура.

Донна частина колектора ізольована від монокристалічної пластини p-n-переходом, а бокова - товстим шаром оксиду. Аналогічна епітаксіально-планарній, а розділова дифузія заміщена скрізним оксидуванням.

а) Вхідна пластина.
Розкриття вікон під дифузію прихованого шару.
Дифузія n+-домішки.
Травлення оксиду.
Епітаксіальне нарощування n-шару.
Осадження нітриду кремнію Si3N4.
б) Фотолітографія.
Травлення Si, формування мезаобластей ("Меза - геологічний термін - столова гора, тобто гора з плоскою вершиною).
в) Скрізне оксидування на всю глибину епітаксіального шару.
д) Вилучення нітриду кремнію Si3N4
Оксидування підложки.
Фотолітографія.
Дифузія домішок p-типу і повторне оксидування.
Фотолітографія.
Дифузія домішок n+-типу і повторне оксидування.
Фотолітографія і формування виводів - напиленням плівки алюмінію (Al має добру адгезію з Si і SiO2).
Після металізації (0.1 - 1 мкм) видаляється зайвий метал (травленням) і одержується необхідна форма контактних площадок
(Застосовується і напилення через маску).

Недолік - необхідність тривалого Оксидування, що може викликати небажане пере розподілення домішки з прихованого шару в епітаксіальний колектор.

13. МДП - технологія

МДП - метал-діелектрик-напівпроводник.

Якщо Д=SiO2, то МОП (метал-оксид-напівпроводник).

Етапи виготовлення МОП - транзистора.

Вхідна пластина SiO2.

 1. Травлення вікон в діелектрикові, дифузія областей витоку (И) і стоку (C), Оксидування.

 2. Травлення вікон.

 3. Формування оксидного шару під затвором (важлива товщина цього шару, тобто вона визначає Uпор).

 4. Вилучення шару оксиду з дифузійних областей.

 5. Металізація всієї поверхні (Al).

 6. Часткове вилучення металу (формування виводів).

Порівняння n - і p - МОП.

Переваги n - МОП: рухомість електронів, що є носіями зарядів в n - МОП майже в 2.5 разів вище, ніж у дірок - носіїв в p - МОП. Отже, n - МОП більш швидкодіючі схеми, ніж p - МОП. Але p - МОП дешевше. Розглянемо схему інвертора:

Щоб забезпечити вихідну напругу рівно 0.2 В треба великий R (тобто Rис велике). Отже, R=20 - 100 кОм. Отже, більша площа в інтегральному виконанні шляхом дифузії. Тому R замінюють n-моп - транзистором. Такий транзистор займає=1/20 частину площі R.

Комплементарні МДП - структури (КМДП).

Структура, що містить МДП - транзистори обох типів, дозволяє на 2-3 порядки у порівнянні з n - або p - структурами знизити потужність, що споживається пристроєм в статичному режимі. Такі структури отримали назву структур на МДП-ТРАНЗИСТОРАХ ,що доповняють або комплементарних МДП - структур (КМДП - структури).

Послідовність операцій.

 а) вхідна пластина;

 б) послідовне отримання способом дифузії р+ і n+ областей;

 в) виборче травлення SiO2;

 г) термічне Оксидування Si (отримання під затворного діелектрику);

 д) виборче травлення SiO2 під контакти до витоків і стоків;

 е) готова структура після отримання міжз`єднань.

14. Травлення в літографії.

Застосовують процес вологого (хімічного) травлення в рідинах і сухого травлення в плазмі. Для травлення Si використовують ізотропне і анізотропне травлення. Ізотропне - травлять Si в усіх кристалографічних напрямках приблизно з однаковою швидкістю. Воно використовуються також для хімічного полірування Si. (H3PO4: HNO3: CH3COOH - 5 мкм/хвил [111]). Анізотропне - травлять Si в напрямках [100] і [110] з більш високою швидкістю, ніж в напрямках [111]. (КОН: Н2О - 8мкм/хвил [100], [110] - швидкість травлення в цих напрямках в 600 раз більше, ніж в напямку [111]; KOH: пропіловий спирт: Н2О - 1 мкм/хвил [100] - в [111] швидкість менш в 100 раз, процес припиняється на межі з р++ областю). При використанні анізотропного травлення Si орієнтують в площини (100). Анізотропні травителі розчиняють Si в площині (100) до тих пір, доки травлення не дійде до площин (111), що починаються у краю вікна в плівці SiO2 і що зустрічаються таким чином, що вони утворять V-образний профіль. Глибина V-образної канавки залежить від ширини вікна на пластині Si. Травлення припиняється, коли ділянки площини (100), що виходять на поверхню, стравлюються. Регулюючи час травлення можна змінювати профіль канавки від трапецеїдального до V-образного. Профіль фігури травлення залежить від орієнтації рисунку на площині (100).

Обмеження фотолітографії: основним фізичним явищем, що обмежує можливості фотолітографії, є дифракція, що залежить від довжини хвилі. Довжина хвилі випромінювання Д =250.. 440 нм (це ультрафіолетове випромінювання, до нього чутливий фоторезист). Мінімальна ширина лінії при фотолітографії:

_________

bmin = 1,5 \/Д*(z+h/2),

де
z - зазор між шаблоном і підложкою
h - товщина шару фоторезисту.

При h=0.8 мкм; z=0 => bmin=0.7 мкм. (Теоретично, межа дорівнює 0.3 - 0.5 мкм). В реальних умовах z > 0. Тому типовий граничний розмір елементу зображення дорівнює 1 мкм. Для сучасних ВІС і НВІС цього замало.

15. Перспективні способи літографії.

1.Елекронолітографія.

Електронтолітографія заснована на створенні зображення за допомогою пучка електронів.

 а) Довжина вільного стану електрона залежить від його енергії:
_________ ___ Д = h/(m*c) = h / \/ 2*m*e*U = 1,24 / \/ U
с - швидкість, е - заряд (1,6*10^-19 Кл),
м - маса електрона (9,1*10^-28 г),
U - напруга електричного поля ,що прискорює,
h - постійна Планка (6,62*10^-34 Вт*с).
Наприклад, при U=15кВт Д=0, 01нм (типове=0.05).

 б) Доп. особливість: електрон на відзнаку від фотона несе заряд, що дозволяє формувати і відхиляти пучок електронів за допомогою електромагнітних полів, тобто засобами електронної оптики. Можна відмовитися від шаблонів і вибірково експонувати резист шляхом сканування гострозфокусованого електричного променя з включенням і виключенням по заданій програмі.

 в) Енергія кванту світла Е=hc/Д, а при проходженні різності потенціалів що прискорить U енергія електрона:

Ее = m*c + e*U. При U = 15 кВ Ее = 8,33*10^-14 Дж (це приблизно 100000 раз більше енергії кванту світла). Така висока енергія випромінювання дозволяє застосовувати спеціальні чутливі полімерні склади - електронорезисти (їхня дозволяюча спроможність становить більше в 2-3 рази, ніж фоторезистів). Гранична ширина лінії при електронолітографії=0.05 мкм. Практично з допомогою електронолітографії одержують елементи з min шириною 0.2 - 1 мкм. Пристрої електронолітографії бувають скануючими і проекційними.

2.Рентгенолітографія.

При рентгенолітографії зображення на підложку переноситься з рентгеношаблона за допомогою рентгенівського випромінювання. Використовуються рентгенорезисти. Автоматичне суміщення шаблону з пластиною. Межа min ширини лінії=10 нм.

Можливі 2 напрямки:

 1) Випромінювання з l=0,4 - 1,3 нм - розміри елементів - 0.5 - 1 мкм;

 2) Синхронне випромінювання з l=1 - 2,5 нм, розміри - 0.05 - 0.5 мкм.

Рентгеношаблон - основа - мембрани з Si товщиною 5 мкм, а малюнок - з золота 0.3 - 0.5 мкм (не пропускає промені).

3. Іонно-променева літографія.

Використовується іонний пучок для формування зображення. l=0.05 - 0.1 нм - довжина хвилі випромінювання іонів. Принцип той же, що і в електронолітографії. Але іони володіють більшою масою, ніж електрони, і тому при взаємодії з резистом менш розсіюються. Так як іони краще засвоюються, то дифракцію можна зменшити. Min ширина лінії - 0.04 мкм.

4. Іонна імплантація (легирування)

Іонна імплантація - це процес впровадження в твердотільну підложку іонізованих атомів домішки шляхом її бомбардування. Іони легуючого елементу утворяться в плазмі дугового розряду, створеного в газорозрядній камері, робочої речовини. В мас-аналізаторі відбувається виділення потрібних іонів. В області електромагнітного аналізатору іони рухаються по траєкторіях що є колами, радіуси яких для іонів різної маси різноманітні. За допомогою щілинної діафрагми виділяються іони легуючого елементу. Виділений потік іонів влучає в прискорювач, фокусується і з високою швидкістю бомбардує поверхню матеріалу що легується. При впровадженні в мішень іони в результаті зіткнень з атомними ядрами і електронами втрачають свою енергію і зупиняються. Довжина шляху іонів від поверхні мішені до точки впровадження називають довжиною пробігу. Розподіл пробігу іонів залежить від їхньої енергії і атомної маси, а також речовини мішені. Для монокристалів на розподіл пробігу впливає орієнтація їхніх граней відносно пучка іонів і наявність ефекту каналування - рух іонів по каналах, утворених атомними площинами./p> Розподіл концентрації іонів в мішені:

1 - для канализируваних іонів;
2 - для ідеально канализируваних іонів;

Таким чином ефект канализируваних іонів дасть можливість одержувати більш глибокі леговані шари. Глибина імплантованого шару: 0.1 - 0.4 мкм.

Побічний ефект: при впровадженні в кристалічну підложку іони наражаються на електронні і ядерні зіткнення. Ядерні зіткнення призводять до зміщення атомів підложки, звідси - радіаційні дефекти. Виникають області з порушеною кристалічною решіткою, аж до переходу монокристалу в аморфний стан. Такі дефекти усувають шляхом обпікання при t=400 - 700 C (на протязі десятків хвилин). При цьому впроваджені і зміщені атоми набувають рухомість, достатню для переходу в вакантні вузли і впорядкування порушеної структури.

Переваги іонної імплантації у порівнянні з дифузією:

1. Більша гнучкість в управлінні концентрацією домішки.
2. Низька температура процесу імплантації (аж до 25 С).
3. Мала бокова дисперсія домішок.
4. Висока швидкість процесу (хвилини).

Недоліки:

1. Мала глибина залігання p-n-переходів.
2. Складність і висока вартість обладнання.
3. Високі вимоги до якості поверхні.
4. Необхідна термічна обробка пластин.

Іонна технологія використовується в МОП - схемах, тобто розроблена вже після розробки технології біполярних елементів. Але якщо все ж застосовується для біполярних елементів, то в процесах формування емітерів і баз в тонких епітаксіальних шарах.

Способи переносу зображень:

- контактний спосіб - забезпечує можливість отримання елементів розмірами 2 мкм на полях 100х100.. 200х200 мм. Проблеми забезпечення щільного контакту по всій площі (практично неможливо це забезпечити, в результаті - оптичні викривлення і зміщення рисунку елементів).
- проекційний спосіб - фотошаблон і пластина розміщені на значній відстані.

Може бути :

- одночасна передача всього зображення;
- по елементне (шагове) експонування.

Можна зі зменшенням (збільшенням) розмірів елементів. Особлива вимога до площинності підложки (тяжко забезпечити).
Тяжко створити об'єктив.
Розміри елементів - до 1 мкм на полях 100х100 мм. Оптимальний варіант - відстань між підложкою і фотошаблоном - 10.. 20 мкм. Зводяться до мінімуму дифракція і малі нелінійні викривлення в щілині. Проблема - складне обладнання.

16. Технологія виробництва друкованих плат

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Дифузанти.	\|	Типи ДП

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.