Диффузия - легирующая примесь
Cтраница 3
Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. IX) основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налеганию молекул ( атомов) из газовой фазы и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого, А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закон анизотропии кристаллов ( см. гл. IV), так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. [31]
 |
Конструкция сплавного транзистора.| Конструкция поверхностно-барьерного транзистора.| Конструкция диффузионно-сплавного транзистора. [32] |
Дальнейшее повышение частотного предела транзистора достигается созданием в области базы продольного электрического поля путем неравномерного ее легирования ( см. стр. Переменную концентрацию примесей создают главным образом с помощью процесса диффузии примесных атомов из газообразной или жидкой фазы внутрь объема полупроводника. Поэтому транзисторы, изготовленные путем диффузии легирующих примесей, часто называются диффузионными, хотя по принципу де4 - ствия они являются дрейфовыми. [33]
В дальнейшем диффузия проходит из слоя жидкого стекла. Одновременно слой стекла защищает поверхность кремния от испарения и попадания посторонних частиц. Таким образом в локальных участках кремния происходит диффузия легирующей примеси и создаются области полупроводника с определенным типом проводимости. [34]
Следует отметить, что и по данным эксплуатации аппаратуры, и по результатам испытаний, проводившихся у изготовителей и потребителей ППП, на долю катастрофических отказов приходится только около 20 % общего числа наблюдаемых отказов. Основная же часть отказов ППП связана с постепенным ухудшением ( дрейфом) параметров, вызываемым главным образом изменением состояния поверхности полупроводника. Процессы, происходящие в объеме полупроводникового материала ( диффузия легирующих примесей и металла контактов и перемещение мест нарушений правильности кристаллической решетки), протекают настолько медленно ( за исключением случаев воздействия интенсивной проникающей радиации), что ими практически можно пренебречь при работе в режимах, не превосходящих предельно допустимые по техническим условиям. [35]
Хотя пленки USG имеют много общих свойств с пленками термического окисла, но они обладают также специфическими особенностями, которые расширяют их сферу применения. Превосходное покрытие топологического рельефа и высокие скорости осаждения при низких ( 450 С) температурах, которые выдерживает алюминиевая металлизация, делают их незаменимыми при формировании межслойной изоляции ( IMD) в ИМС. Даже при осаждении диэлектрика между транзисторами и первым слоем металлизации ( PMD) требуется снижение термического бюджета, чтобы уменьшить диффузию легирующих примесей при повышении степени интеграции ИМС. [36]
В последующие годы, после преодоления ряда трудностей очистки монокристаллического кремния, были созданы кремниевые транзисторы. Кремний обладает большей шириной запрещенной зоны. Поэтому кремниевые транзисторы могут работать при более высоких температурах ( до 125 С), имеют меньшие обратные токи коллектора и эмиттера, а также более высокие пробивные напряжения. На кремниевых монокристаллах относительно просто можно создать слой диоксида кремния, который обладает маскирующими свойствами, при диффузии легирующих примесей в кремний. [37]
Освещены вопросы тепло - и массообмена в процессах получения монокристаллов вытягиванием из расплава. Приведены основные уравнения процесса и их анализ на базе теории подобия. Большое внимание уделено вопросам кинетики расплава. Рассматривается влияние сил поверхностного натяжения на геометрию поверхности раздела фаз и дефекты структуры слитка. Освещены результаты экспериментального и аналитического исследований тепловых полей в монокристаллах. Рассмотрены задачи диффузии легирующих примесей в твердой фазе кристалла. Приведены результаты экспериментальных работ, связанных с выращиванием монокристаллов германия с равномерными свойствами по сечению слитка, получением бездислокационных и с малой плотностью дислокаций монокристаллов. [38]
Для изготовления мезатриода ( меза по-испански - стол) в приповерхностные области полупроводниковой пластины с обеих сторон вводится диффузией легирующей примеси. С обратной стороны пластины легированный слой сошлифовы-вается. Через щелевой трафарет осаждаются островки металлической пленки, которые служат выводами эмиттерной области и базы. Эмиттерный контакт на пластине кремния наносится из алюминия, а базовый из золота. Нанесенные контакты вплавляются при высокой температуре. Планерная ( плоскостная) технология позволяет осуществить микроминиатюризацию, если участок, несущий на себе базу и эмиттер, защищать при травлении фоторезистом. Такая технология является предшественницей современных методов создания полупроводниковых микросхем. Так, последовательность операций при изготовлении планар-ного триода ( рис. 8 - 1) состоит из получения трехслойной ( п-р - п или р-п - р) области с плоскостями / т-перехо-дов, параллельными поверхности, и металлических контактов, выведенных на эту поверхность. Первый важный этап состоит в проведении диффузии легирующей примеси из поверхностного источника в приповерхностный участок заданной формы, имеющий определенную глубину и размеры в плоскости подложки. [39]
Здесь роль триодов, диодов, резисторов, конденсаторов и других элементов выполняют отдельные области в полупроводнике - имеющие такие же свойства и характеристики, как и указанные детали. Для интегральных схем используют в основном кремний. Диск диаметром примерно 25 и толщиной до 0 25 мм, разрезают на отдельные пластинки, которые шлифуют, полируют, обезжиривают, травят, промывают и высушивают. Основными процессами создания п - или р-области являются маскирование, травление, диффузия и эпитаксиалыюе выращивание. Ряд дополнительных процессов необходим для создания изолирующих прослоек между формируемыми областями. Маскирование кремния осуществляют термическим окислением его поверхности в атмосфере кислорода или водяного пара; при высокой температуре образуется слой двуокиси кремния толщиной в несколько десятков микрон. Такой слой в достаточной мере непроницаем для основных акцепторных и донорных примесей, вводимых диффузией. Затем фотохимическим методом на слое SiO2 образуют кислотоупорную маску. Путем травления плавиковой кислотой удаляют участки слоя SiO2, не защищенные маской, после чего маску растворяют. Через образованные окна осуществляется введение примесей в кремний. Диффузия легирующих примесей, в качестве которых используют в основном бор ( акцептор) и фосфор ( донор), производится из газовой фазы в потоке газа - носителя при температуре 1200 - W 1300 С; примеси относительно быстро диффундируют при этой - температуре через окна в слое двуокиси кремния и не пропускаются им на других участках. После этого осуществляется дополнительно диффузия ранее захваченной примеси под слоем SiO2 и происходит выравнивание ее концентрации. Наличие защитной пленки SiO2 позволяет проводить диффузию на втором этапе длительно без ухудшения состояния поверхности кремния. В дальнейшем - чередуя эти процессы, получают тонкие p - n - p - переходы. Этим методом удается получить топкие диффузионные слои порядка 0 25 мкм и более. [40]
Страницы: 1 2 3