Запорожец  Издания 

0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

3. Обеспечить параллельность двух главных поверхностей пластины для успешного выполнения фотолитографии.

На рис. 1.4 схематически показан контур поверхности пластины и указана ее толщина после резки и после различных операций полировки. Обычно только на одной стороне пластины

0,4-0,8 W

MapyujeHHtriu слей

Рис. 1,4. Шлифовка и полировка пластины, а - пластина после резки; б - шлифованная пластина; е - полированная пластина; г - пластина после травления.

0,4-0,8WW

Шлид).70аннап npSepxwcmifpffpammn стерта 0 пластины)

fJihpz/iccmb, npa/fmuvccHu мс шмсюгиая паЗрсжсний

0.4-0,8/VW

создается тщательно отполированная зеркально гладкая поверхность. Другая сторона («обратная») просто шлифуется для обеспечения приемлемой плоскостности и плоскопараллельности. В качестве заключительной операции полировки часто используется химическое травление, в процессе которого удаляется очень тонкий слой кремния, оказавшийся поврежденным на предыдущей операции полировки. Иногда для заключительной обработки используется химико-механическая полировка.

По завершении всех операций полировки пластины тщательно отмываются и сушатся, после чего они могут быть использованы для проведения различных технологических процессов, необходимых для изготовления приборов.



Ниже мы рассмотрим каждый из этих процессов в отдельности, а затем покажем, как они сочетаются между собой, образуя единый технологический цикл изготовления полупроводниковых приборов. . .

1.3. Диффузия

Рассматриваемый здесь процесс диффузии представляет собой диффузию примеси в твердой фазе. С помощью этого процесса в поверхностный слой кремниевой пластины можно ввести раз-

МежЗаузлия

(до оо


оооо

ОО OlO

ооою оо

Рис. 1.5. Диффузия по междоузлиям.

личные легирующие примеси. Чтобы диффузия проходила с достаточной скоростью, температура пластины должна составлять 900-1200 °С. Как ни высоки эти температуры, они все же значительно ниже темпера!уры плавления кремния, которая равна 1420 "С. Скорость, с которой различные примеси диффундируют в кремний в указанном диапазоне температур, составляет по порядку величины 1 мкм/ч, а глубина проникновения, на которую рассчитано большинство диффузионных процессов, лежит в пределах от 0,3 до 30 мкм. При комнатных температурах процесс диффузии идет крайне медленно, поэтому можно считать, что атомы примеси закреплены на своих местах.

Легирующие примеси, имеющие очень малый атомный или ионный радиус, такие, как литий (Li"), могут помещаться в промежутках между атомами кремния {междоузлиях) и поэтому способны диффундировать очень быстро. Подобные примеси называют примесями внедрения, а их диффузию - диффузией по междоузлиям (рис. 1.5). Хотя литий ведет себя в кремнии как до-



Л..-о

,Ванансия

О О О О О

ООО осб О о

Рис. 1.6. Процесс генерации вакансий, а - де4ект Шотки (пара поверхностный аюм-вакансия); б - дефект Френкеля (пара ато.м в междоузлии-вакансия).

Для диффузии В кремнии удобнее использовать так называемые примеси замещения, имеющие больший атомный радиус. Атомы такой примеси слишком велики, чтобы поместиться в междоузлиях, поэтому они могут проникнуть в кристаллическую решетку только путем замещения атомов кремния. Используемые обычно донорные примеси замещения - это фосфор Р, мышьяк As и сурьма Sb, причем фосфор применяется чаще всего. Единственная акцепторная примесь, в той или иной степени используемая в технологии, - это бор В.

Диффузия примесей замещения возможна лишь при наличии вакансий в кристаллической решетке. Вакансия - это незаполненный узел кристаллической решетки, в котором в принципе должен находиться атом. Идеальный кристалл не содержит вакансий, но в любом реальном кристалле всегда имеется некоторое

норная примесь, его обычно не используют в технологии, так как атомы лития перемещаются в кристалле дал<е при температурах вблизи комнатной, т. е. они не закреплены на своих местах. Подобным образом ведут себя и большинство других примесей внедрения. Если использовать их для изготовления приборов, то нельзя будет гарантировать долговременную стабильность характеристик этих приборов.

flaScpxHffcmi, „ Пркрсетшннй атт

нристалла ааиансия j



0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193