Материал: FKhOT_1_Obschie_svedenia_i_vyraschivanie_slitkov
|
Общая характеристика технологического процесса |
1.4 |
изготовления полупроводниковых ИС |
|
|
Основные операции:
1.Выращивание монокристаллического слитка кремния,
2.Резка слитков на пластины и обработка их поверхности.
3.Формирование элементов ИС (окисление, фотолитография, эпитаксия, диффузия или ионное легирование, металлизации).
4.Тестирование кристаллов (чипов)
5.Разделение пластины на кристаллы.
6.Монтаж кристаллов в корпус.
Выращивание монокристаллических слитков кремния
1.5
Получение поликристаллического кремния
Восстановление SiO2 углеродом: |
|
SiO2 + 2C Si + 2CO↑ |
Т=1500 1750 С |
кварц кокс техн. Si |
|
Получается технический кремний (1 2 %.Fe, B, P и др.) и угарный газ.
Очистка от неконтролируемых примесных атомов
Si + 2Cl2 SiCl4 ,
Si + 3HCl SiHCl3 + H2 .
Восстановление кремния
SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl ,
SiH4 Si + 2H2 . (концентрация примесных атомов на уровне 10-7 10-6 %)
|
Выращивание монокристаллических слитков кремния |
|
|
|
(продолжение) |
1.6 |
|
|
|
|
|
Метод Чохральского
|
Проблемы: |
|
- наличие неконтролируемой |
|
примеси: кислород ( 1016 1018 см-3) |
|
и углерод ( 1017 см-3). |
|
- неоднородность распределения |
|
примеси по длине и сечению слитка |
|
из-за явления сегрегации примеси. |
|
Явление сегрегации – это процесс |
|
перераспределения примесных |
|
атомов на границе раздела двух фаз, |
Схема установки для выращивания |
обусловленных различной |
монокристаллического кремния |
растворимостью атомов в жидкой и |
методом Чохральского |
твердой фазах. |
Коэффициенты
сегрегации
Примесь |
P |
As |
Sb |
B |
Al |
|
|
|
|
|
|
k=Cтв/Cж |
0,35 |
0,30 |
0,023 |
0,80 |
0,002 |
|
|
|
|
|
|
Выращивание монокристаллических слитков кремния
(продолжение)
1.7
Метод бестигельной зонной плавки
Схемы установки бестигельной зонной плавки (1 – исходный поликристаллический слиток кремний; 2 – зона расплава; 3 – монокристаллический кремний;
4 – кристалл-затравка; 5 – держатель слитка)
Последовательность операций метода бестигельной зонной плавки
1 – заготовка из поликристаллического кремния; 2 – торец слитка; 3 – ВЧ-индуктор;
4– кристалл-затравка;
5– капля расплава.
1.8