Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии»





Скачать 2.83 Mb.
Название Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии»
страница 3/11
Дата 30.06.2013
Размер 2.83 Mb.
Тип Рабочая программа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Скорости роста слоев SiO2 в различных окислителях (полученные экспериментально) Таблица 5.9.1

Окислитель Температура Время получения t, слоя

окисления, толщиной

°С

0,5 мкм 1 мкм

Сухой кислород 1000 30 -

1200 5,3 22

Влажный кислород 1000 1,2 4,3

1200 0,4 1,4

Пары воды 1000 0,8 3,3

1200 0,3 1


5.10. Пиролитическое получение пленок из газовой фазы при нормальном и пониженном давлении

Пиролитическое осаждение используют для получения толстых слоев оксида кремния при низких температурах, когда термическое окисление неприемлемо из-за существенного из­менения параметров предшествующих диффузионных слоев. Пиролитическое осаждение обеспечивает большую производи­тельность, высокую равномерность слоев, качественное покры­тие уступов металлизации и позволяет создавать изолирующие и пассивирующие слои не только на поверхности кремния, но и германия, арсенида галлия, а также других материалов. По­мимо оксида кремния осаждают слои SiC, Si3N4, ФСС и поли­кремния.

При пиролитическом осаждении оксида кремния проис­ходит термическое разложение сложных соединений кремния (алкоксисиланов) с выделением SiO2, например: тетраэтоксисилан

Si(OC2H5)4 650-700° С SiO2 + 2H2O + 4C2H4

тетраметоксисилана

Si(OCH3)4 800-850°С SiO2 +2С2Н4+2Н2О или оксиление моносилана

SiH4+2O2 400-450° С Si02 + 2H20

Последнюю реакцию обычно используют и при осаждении фосфорно-силикатного стекла с добавлением к газовой смеси фосфина РН3, разбавленного азотом до 1,5 %-ной концентрации. Фосфин вступает в реакцию с кислородом

4РН3 +5О2 => 2Р2О5 +6H2

образуя оксид фосфора, который легирует SiO2. В пленке оксида кремния оказывается 1 - 3 % фосфора, за счет чего повышается ее термомеханическая прочность, пластичность и снижается пористость. При содержании фосфора до 8-9 % слои ФСС используют для планаризации поверхности пластин, имею­щей рельеф.


^ 5.11. ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ


При плазмохимическом осаждении (ПХО) процесс разло­жения кремнийсодержащих соединений активизируется высо­кочастотным (ВЧ) разрядом, образующим в газовой среде при пониженном давлении низкотемпературную кислородную плазму. Плазма состоит из атомов, радикалов, молекул в раз­ных степенях возбуждения, а также электронов и ионов. Плазмохимическое осаждение обычно проводят при давлении в реак­ционной камере 66 - 660 Па и частоте ВЧ-разряда 13,56-40 МГц. Температура процесса более низкая, чем при пиролитическом осаждении, благодаря чему получаемый оксид крем­ния можно использовать для пассивации поверхности ИМС, так как не происходит взаимодействия кремния с металлом проводников.

Механизм образования пленок при ПХО состоит из трех основных стадий: образования в зоне разряда радикалов и ионов, адсорбции их на поверхности пленки SiO2 и перегруппи­ровки адсорбированных атомов. Перегруппировка (миграция) адсорбированных поверхностью атомов и стабилизация их положения представляют важную стадию роста пленки.

Одновременно с образованием пленки происходит десорб­ция продуктов реакции с поверхности. Скорости десорбции и миграции атомов сильно зависят от температуры пластины, причем при большей температуре получаются пленки с меньшей концентрацией захваченных продуктов реакции, большей плот­ностью и более однородным составом.

При стимулировании процесса осаждения плазмой появля­ются новые параметры, влияющие на скорость осаждения плен­ки, ее состав, плотность, показатель преломления, равномер­ность, внутренние напряжения и скорость травления. Кроме температуры, состава газовой смеси, ее расхода, давления, геометрии реактора на скорость окисления влияют ВЧ-мощность, напряжение и частота, геометрия электродов и расстоя­ние между ними.

В качестве рабочих газов обычно используют соединения кремния и окислители:

Si2О(СН3)6 + 8О2 230-250 C 2Si02 + Н2О + 6СО2 + 8Н2

а также гексаметилдисилоксан

SiH4 + 4N2 О 200-350°C SiO2 + 4N2 + 2H2 О Скорость осаждения SiO2 при этом методе от 0,1 до 10 мкм/ч.



  1. Формирование легированных слоев в технологии ИЭОТ.

Диффузионное легирование полупроводников. Механизмы диффузии. Распределение примесей при диффузии и неограниченного и ограниченного источников. Факторы, влияющие на процессе диффузии. Классификация методов диффузии. Многостадийная диффузия. Локальная диффузия. Виды диффузантов. Контроль параметров диффузионных слоев, и процесса диффузии. Физико-химические основы ионного легирования (ИЛ)Преимущества ИЛ перед диффузией. Аппаратное оформление процесса ИЛ и принципы построения технологических систем для имплантации. Послеимплантационный обжиг в инертной и окислительной среде.


6.1. Распределение примесей при диффузии и неограниченного и ограниченного источников.


При формировании ИМС встречаются два случая диффузии: из бесконечного и ограниченного источников. Под диффузией из бесконечного (постоянного) источника понимают такое состояние системы, когда количество примеси, уходящее из приповерхностного слоя полупроводникового материала, восполняется равным количеством, поступающим извне. При этом поверхностная концентрация примеси остается постоянной, но резко убывает по глубине р-и-перехода (Рисунок 6.1.1).

При использовании ограниченного источника в приповерхностном слое имеется конечное количество атомов примеси, уходящие атомы не восполняются и поверхностная концентрация примеси со временем уменьшается (Рисунок 6.1.2).

Показанное на рисунке распределение N(x) соответствует теоретически рассчитанному. Реальное распределение несколько сложнее за счет влияния диффузии, протекающей в других направлениях, отличных от нормали к поверхности пластины, и наличия ранее введенных в материал примесей.





Рисунок 6.1.1. Распределение примеси N(x) при диффузии из бесконеч­ного (постоянного) источника по толщине пластины х:

No - поверхностная концентрация




Рисунок 6.1.2. Распределение примеси N(xj при диффузии из ограни­ченного источника по толщине пластины х:

N01, N02, N03 - поверхностные концентрации в момент времени t1, t2, t3 соответственно; No -исходная поверхностная концен­трация

6.2 Локальная диффузия




Рисунок 6.2.1. Схема локальной диф­фузии:

1 - маскирующий оксид; 2 — диффузионная область; 3 — плас­тина; l1 - размер окна в оксиде; l2 размер полученной диффузионной области; l - уширение диффузионной области за счет ис­кривления фронта диффузии; xj глубина p-n-перехода


При локальной диффузии следует учитывать искривление ее фронта у края окна в маскирующем оксиде (Рисунок 6.2.1), коте рое увеличивает размеры диффузионной области на Д/ и влияе на форму p-n-перехода. В структурах с малыми размерам] окон глубина p-n-переходов может быть завышена и неоднородна по пластине. Значения l могут достигать 0,8 хj

При создании активных и изолирующих областей ИМ< часто используют двухстадийную диффузию (Рисунок 6.2.2). Дл; этого вначале в поверхность полупроводникового материал 2 с нанесенным на нее маскирующим слоем оксида 1 вводя определенное количество легирующей примеси из бесконечной источника, создавая ее высокую поверхностную концентрацш при небольшой глубине диффузионной области ("загонка' примеси) (Рисунок 6.2.2, а, б).

^ Первую стадию проводят при сравнительно невысоки: температурах (950 — 1050° С) в окислительной атмосфере На поверхность наносят слой примесно-силикатного стекл; 4 (поверхностный источник), под которым формируется высоколегированный объемный источник 3 (Рисунок 6.2.2 ,б).

Вторую стадию — диффузионный отжиг, называемую "раз гонкой" (Рисунок 6.2.2, в), проводят предварительно удалив примесно-силикатное стекло. Температура второй стадии выше 1050 -1230° С. Примеси, введенные на первой стадии, перераспределяются, их поверхностная концентрация уменьшается, а глуби на проникновения в полупроводниковый материал увеличивается до заданной xj. Создается требуемая диффузионная об ласть 5. Температура и длительность второй стадии диффузии определяются заданными параметрами p-n-перехода.



Рисунок 6.2.2. Стадии "загонки" (а, б) и "разгонки" (в) примеси при

проведении двух стадийной диффузии:

1 - маскирующий оксид; 2 -пластина; 3 - объемный источник; 4 — примесно-силикатное стекло; 5 — диффузионная область

после разгонки; 6 — маскирующая пленка для последующей литографии


Процесс ведут в окислительной среде, одновременно формируя маскирующую пленку 6 для последующей фотолитографии.


6.3 Многостадийная диффузия


Необходимость про­ведения двухстадийной диффузии при легиро­вании бором связана с тем, что требуется по­лучать распределение со сравнительно невы­сокой поверхностной концентрацией, а с по­мощью одностадийной диффузии это не всегда удается. Для остальных примесей двухстадий-ная диффузия обеспе­чивает заданные пара­метры р-п- переходов и возможность получе­ния маскирующего ок­сида. Двухстадийную диффузию проводят различными способами



Рисунок 6.3.1. Схема процесса диффузии в откры­той трубе из газообразного или жидкого (а), твердого (б) и поверхностного (в)

источников:

1 — газовая система; 2 - источник приме­си; 3 — кварцевая труба; 4 - кремниевые пластины; 5 — нагреватель; 6 — выходное отверстие


Наиболее широко в технологии производства ИМС используют способ диффузии в откры­той трубе (Рисунок 6.3.1) . Он является основным для первой стадии. Кремниевые пластины 4 (от 50 до 200 шт.) загружают в кассете в кварцевую трубу 3 через ее выходной конец, сооб­щающийся с атмосферой. Входной конец трубы соединен с газовой системой 1 подачи газа-носителя.

Газообразные диффузанты подаются из баллона и перед входом в реактор смешиваются с азотом и кислородом. В зоне реакции образуется оксид легирующего элемента, а на поверхности кремниевых пластин выделяется элементарная примесь. Например, процесс диффузии фосфора сопровожда­ется реакциями



на поверхности Si 2О5 + 5Si -> 5SiO2 + 4Р

Пары жидких диффузантов из дозатора разбавляются газом-носителем и также образуют оксиды соответствующих элемен­тов, например:

4РОС13 + ЗО2 => ЗР2О5 + 6С12

Диффузия из газообразных и жидких источников проводит­ся в однозонной диффузионной печи с резистивными нагрева­телями 5 (Рисунок 6.3.1,а, в).

^ Способы проведения двухстадийной диффузии примесей в поверхность полупроводниковых пластин

Способ диффузии

Тип примеси

Особенности

Диффузия в открытой трубе

В, Р, Sb (твердый, жидкий, га­зообраз­ный источ­ники)

Легкая управляемость составом ПГС, ско­ростью газового потока; атмосферное дав­ление

Ампульный

As (твер­дый источ­ник)

Большая трудоемкость и себестоимость (од­норазовое использование ампулы); безопас­ность диффузии мышьяка; вакуум 10-2 -10-3 Па

Бокс-метод

В, Р, Sb

(твердый источник)

Широкие пределы регулирования концентра­ции примеси, отсутствие влияние газового по­тока; атмосферное давление


При проведении диффузии из твердого источника в ряде случаев используют двухзонные печи с нагревателем 5 (Рисунок6.3.1, б). При этом в низкотемпературной зоне помещают источник примеси 2, а в высокотемпературной — кассету с пластинами 4. Газ-носитель, поступая из системы подачи 1, вытесняет из кварцевой трубы воздух, который удаляется через отверстие 6. Проходя через зону источника примеси, газ-носи­тель захватывает атомы примеси и переносит их в зону располо­жения пластин. Атомы адсорбируются на поверхности и диффун­дируют в глубь кремниевых пластин.

В качестве поверхностного источника используют легиро­ванные оксиды, примесно-силикатные стекла, пленки металлов (например, золота), слои легированного поликристаллическо­го кремния. Диффузию проводят в слабо окислительной среде.

Способ диффузии в открытой трубе позволяет легко управ­лять составом парогазовой смеси, скоростью потока газа и обеспечивает требуемый профиль распределения примесей. Воспроизводимость параметров диффузии от пластины к плас­тине и по площади каждой пластины зависит от распределения температуры в рабочей зоне печи, числа пластин, их расположе­ния относительно газового потока, типа диффузанта, чистоты проведения процесса и др.

Диффузию в замкнутом объеме (ампульный способ) проводят в кварцевой ампуле 2, в которую помещают пластины ^ 4 и источник примеси 5, откачивают ее до остаточного давления 10~2 — 10~3 Па или заполняют инертным газом и запаивают (Рисунок 6.3.2). Перед использованием ампулу тщательно очищают и прокаливают в вакууме при температуре 1200° С в течение двух часов. Ампулу вводят в кварцевую трубу 1 диффузионной печи с нагревателем 3.

При нагревании источника пары примеси осаждаются на поверхности полупроводниковых пластин и диффундируют в глубь нее. Ампульным способом можно провопить диффузию мышьяка, бора, сурьмы, фосфора с однородностью легирова­ния до ± 2,5 %. Его достоинством является минимальная ток­сичность, так как процесс происходит в замкнутом объеме.

После проведения процесса ампулу разрушают (вскры­вают). То, что она имеет одноразовое использование, сильно удорожает процесс. В настоящее время ампульный способ при­меняют преимущественно при диффузии мышьяка.

Диффузия в по л у герметичном объеме (бокс-метод) является промежуточным способом между диф­фузией в открытой трубе и в ампуле. Так же, как в последнем



Рисунок 6.3.2. Схема процесса диффу­зии в замкнутом объеме:

1 - кварцевая труба; 2 - ампу­ла; 3 - нагреватель; 4 — крем­ниевые пластины; 5 - источник примеси




Рисунок 6.3.3. Схема процесса диффу­зии бокс-методом:

1 - кварцевая труба; 2 - ампула; 3 — нагреватель; 4 — кремние­вые пластины; 5 - источник примеси; 6 — выходное отвер­стие; 7 — пришлифованная крышка


лучае, пластины ^ 4 и источник примеси 5 помещают в квар­цевую ампулу (бокс) 2, но не запаивают ее, а закрывают пришлифованной кварцевой крышкой 7, обеспечивающей небольшой зазор (Рисунок 6.3.3). Ампулу помещают у выходного от­верстия 6 кварцевой трубы 1 диффузионной печи с нагревателем 3, через которую продувают инертный газ. Газ уносит следы кислорода и влаги из ампулы, после чего ее закрывают крыш­кой и проводят диффузионный процесс.

По сравнению с диффузией в открытой трубе бокс-метод менее чувствителен к скорости потока газа-носителя и позволяет в более широких пределах регулировать поверхностную кон­центрацию примеси. Преимуществом перед ампульным спосо­бом является возможность многократного применения квар­цевой ампулы.


^ 6.4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ


Преимущества ионной имплантации позволили этому методу выйти за рамки исследовательских лабораторий и шагнуть, в промышленность. Ионная имплантация позволяет не только существенно повысить эффек­тивность, снизить себестоимость и процент брака при производстве некоторых существующих типов полупроводниковых приборов, но и соз­давать принципиально новые приборы. Например, при создании высокоомных резисторов обычной технологией возникали трудности из-за больших размеров этих резисторов. Если же использовать ионное ле­гирование, то можно довольно легко получить высокоомные слои с небольшими размерами. В последнее время ,применяя ионную технологию ,были получены, а затем качественно улучшены варакторы, IMPATT -диоды, МОП-транзисторы.

Наряду с легированием полупроводников, ионные лучи находят при­менение и для осуществления травления материалов. В основу положен факт приблизительного равенства объемов веществ различной природы, распыляемых частицами малых энергий. Следовательно, распыление плен­ки фоторезиста и материала в окнах этой пленки происходит примерно с одной скоростью. В данном процессе полностью отсутствует подтрав фигур травления и потому очень точно воспроизводится рисунок фото­резиста.

Новые возможности применения ионного луча, такие ,как ионолитография, селективное осаждение пленок из ионных пучков и др., откры­вает широкие перспективы ионнолучевой технологии для создания полу­проводниковых приборов и ИС.

Технологическое оборудование, использующее ионные лучи, разли­чается по своему конструктивному решению, мощности, степени авто­матизации, однако все это основано на одинаковом принципе дейст­вия - ионизация атомов, сепарация и ускорение ионов до необходимой энергии и внедрение их в образцы.


^ КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТА ИОННОЛУЧЕВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

Автомат ионнолучевого легирования "Иолла-2" имеет следующие ос­новные технические данные:

энергия ионов - 10-75 кэВ;

максимальная температура мишени- 600°С;

предельное давление в рабочей камере - I-T0 мм рт.ст.;

рабочее давление в источнике ионов - 10-10 мм рт.ст.;

угол отклонения ионного пучка - 60°;

точность измерения введенной дозы - 5%;

плотность тока пучка ионов - до 10 мкА/мм;

размер обрабатываемых пластин - 15x15 тг

Принципиальная схема автомата представ; на рисунке 1.


Схема полностью соответствует рассмотренному принципу построе­ния ионнолучевых установок. Смесь газа, содержащая легирующий элемент, вводится в источник ионов (ИИ) в ионизационную камеру, где молекулы газа ионизуются электронами, эмиттируемыми катодом. Магнитное поле постоянного магнита обеспечивает большую степень ионизации. Образовавшиеся положительно заряженные ионы вытягивают­ся из щели ионизатора напряжением I-5 кВ и предварительно ускорен­ные поступают в камеру масс-сепаратора, а оттуда в рабочую камеру. Щелевая диафрагма, которая располагается перед входом в камеру, пропускает отсепнрированный пучок ионов на образец. Контроль тока пучка осуществляется тонким зондом, помещенным на его пути, а весь ток можно определить с помощью заслонки, которая препятствует пучку попадать на образец. Зонд регистрирует порядка 1% полного тока.




Рисунок 6.4.1 Принципиальная схема ионнолучевого автомата “Иолла-2”.


Рабочая камера сконструирована таким образом, чтобы обеспечить автоматическую работу установки. Во-первых,предусмотрена загрузка и выгрузка образцов без разгерметизации объема рабочей камеры. Для этого служат шлюзовые устройства загрузки (ШЗ) и выгрузки (ШВ) и механизм захвата образцов для последующей его обработки. Для равно­мерной обработки по всей площади образца предусмотрено сканирова­ние, которое осуществляется механической разверткой обрабатываемого предмета с помощью механизма сканирования (Рисунок 6.4.2). Поскольку обра­батываемая под ложка находится под высоким потенциалом (до 80 кВ), весь механизм должен быть надежно изолирован от корпуса. Поэтому к фланцу I он крепится на высоковольтном керамическом держателе-вводе, а привод механизмов от двигателя 8 осуществляется через диэлектрические оси 10. На керамическом стакане закреплен механизм вилки 4, где размещается оправка с подложкой и подогреватель под­ложки 5. Механизм качания вилки включает храповое колесо 13,собач­ки 12,15, кулачок 14, продольную направляющую 6. Ведомый вал 7, приводящийся в движение двигателем 8 через вильоновское уплотне­ние 9 и ось 10, приводит в движение вилку, которая совершает коле­бательное движение вместе с валом и поступательное относительно направляющих, жестко связанных с валом, что обеспечивает равномер­ную обработку подложки ионным лучом. Управление работой двигателя осуществляется с помощью контактной группы 3 и блока микропереклю­чателей II с кулачками 16.

После окончания легирования вилка поворачивается и выгружает оправку с образцом кассету шлюза выгрузки и переходит к шлюзу загрузки для приемки нового образца. Загруженный образец поворачи­вается в положение для прогрева и легирования. Так повторяемся цикл, пока вся серия загруженных заготовок не будет пролегирована. Авто­мат останавливается и производится смена кассет в шлюзах.




Рисунок 6.4.2. Механизм сканирования:

I-фланец; 2-высоковольтный керамический держатель; 3-контактная группа; 4-вилочный держатель образцов; 5-раддационннй подогреватель образцов; 6- продольная направляющая; 7-ведомый вал; 8-двигатель; 9-вильсоновское уплотнение рабочей оси; 10-рабочая ось; II-блок микро­переключателей; 12-собачка; 13-храповое колесо; 14-кулачок; 15-собачка.


^ ВАКУУМНАЯ СХЕМА


Для нормальной работы источника ионов требуется создавать доста­точно высокий вакуум. Поскольку в лоточнике напускается газ, то это приводит к необходимости создавать отдельную мощную линию откачки ионного источника.

Вакуумная схема установки приведена на рисунке 3.Она состоит из линии предварительного разряжения и линии выcокого вакуума. Пред­варительное разряжение создается механическим насосом I (BH6-2) с производительностью 5 л/сек. Откачка на высокий вакуум осуществляет­ся диффузионным насосом H5C-MI (ДНИ и ДНП). Откачка рабочей камеры и источника ионов производится через электромагнитные краны ЭМ1 и ЭМ2 и форвакуумную ловушку ФЛ-I, которая необходима для предотвра­щения попадания паров масла их механического насоса в откачную си­стему. Электромагнитные краны ЭМЗ и ЭМ4 позволяют откачивать шлюзы загрузки (ШЗ) и выгрузки (ШВ) и систему напуска газов на форвакуум при включенных диффузионных насосах. С помощью: крана ЭМ-5 проводит­ся разгерметизация шлюзов. Напуск газа в источник ионов осуществля­ется с помощью натекателей HI и Н2.

Высокий вакуум создается диффузионными насосами со скоростью откачки 500 л/сек при давлении 0.001 мм pт.ст. Предельное давление 2-5*10(-7) мм рт.ст. обеспечивается этими насосами благодаря использованию масла с высокой упругостью паров. Вакуум контролируется известными методами. Давление в форвакуумной части и в системе на­пуска измеряется термопарными манометрами ПМТ-4М, а высокий вакуум ионизационным манометром ПМИ-2.

Для предотвращения попадания паров масла в рабочий объем у на­сосов ДНП и ДНИ имеются водяные ловушки Л1 и Л2.


^ 7. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЭОТ


Масочные методы. Метод свободных масок. Классификация масок и методы получения. Метод контактных масок. Пример формирования рисунка. Литографические методы. Фотолитография. Определение. Классификация. Контактная фотолитография. Фоторезисты (ФР), виды, требования к ним, методы нанесения. Фотошаблоны (ФШ). Виды, требования к материалам, технология получения ФШ. Типовой технологический процесс контактной ФЛГ. Проекционная ФЛГ. Достоинства и недостатки. Пошаговое экспонирование. ФЛГ с микрозазором. Сопоставление характеристики методов ФЛГ. Электрополитография.Сканирующая и проекционная. Проецирование в уменьшенном масштабе. Резисты для субмикронной литографии. Рентгенолитиграфия. Шаблоны для нее. Достоинства реальные и потенциальные. Проблемы. Ионнолитография. Суть и основные преимущества. Сравнительные характеристики методов литографии. Формирование рисунка элементов ИС. «Фрезерованием» остросфокусированным потоком частфд: электронов, ионов, нейтральных частиц. Излучение оптического квантового генератора.


7.1 Масочные методы. Метод свободных масок. Классификация масок и методы получения. Метод контактных масок. Пример формирования рисунка. Литографические методы. Фотолитография. Определение. Классификация.


Литография — это процесс формирования в актиночувствительном слое, нанесенном на поверхность подложек, рельефного рисунка, повто­ряющего топологию полупроводниковых приборов или ИМС, и после­дующего переноса этого рисунка на подложки.

Актиночувствительным называется слой, который изменяет свои свойства (растворимость, химическую стойкость) под действием актиничного излучения (например, ультрафио­летового света или потока электронов).

Литографические процессы позволяют!

получать на поверхности окисленных полупроводниковых подложек свободные от слоя оксида области, задающие кон­фигурацию полупроводниковых приборов и -моментов ИМС, в которые проводится локальная диффузия примесей для создания p-n-переходов;

формировать межсоединения элементов ИМС;

создавать технологические маски из резистов, обеспечи­вающие избирательное маскирование при ионном легировании.

Широкое применение литографии обусловлено следующими достоинствами: высокой воспроизводимостью результатов и гибкостью технологии, что позволяет легко переходить от од­ной топологии структур к другой сменой шаблонов; высокой разрешающей способностью актиничных резистов; универсаль­ностью процессов, обеспечивающей их применение для самых разнообразных целей (травления, легирования, осаждения); высокой производительностью, обусловленной групповыми методами обработки.

Процесс литографии состоит из двух основных стадий:

формирования необходимого рисунка элементов в слое актиночувствительного вещества (резиста) его эспонированием и проявлением;

травления нижележащего технологического слоя (диэлектрика, металла) через сформированную топологическую маску или непосредственного использования слоя резиста в качестве топологической маски при ионном легировании.

В качестве диэлектрических слоев обычно служат пленки диоксида SiO2 и нитрида Si3N4 кремния, а межсоединений — пленки некоторых металлов. Все пленки называют техноло­гическим слоем.

В зависимости от длины волны ис­пользуемого излучения применяют следующие методы литографии:

фотолитографию (длина волны актиничного ультрафиоле­тового излучения λ =250 … 440 нм);

рентгенолитографию (длина волны рентгеновского излу­чения λ =0,5 … 2 нм);

электронолитографию (поток электронов, имеющих энер­гию 10 - 100 КэВ или длину волны λ = 0,05 нм);

ионолитографию (длина волны излучения ионов λ = 0,05 … 0,1 нм).

В зависимости от способа переноса изображения методы литографии могут быть контакт­ными и проекционными, а также непосредственной генерации всего изображения или мультипликации единичного изображе­ния. В свою очередь, проекционные методы могут быть без изменения масштаба переносимого изображения (Ml : 1) и с уменьшением его масштаба (М 10 : 1;М 5 : 1).Классификация методов литографии приведена на рисунке 7.1.1.

В зависимости от типа используемого р е з и с та (негативный или позитивный) методы литографии по характеру переноса изображения делятся на негативные и позитивные (Рисунок 7.1.2).

Литография является прецизионным процессом, т. е. точ­ность создаваемых рисунков элементов должна быть в преде­лах долей микрометра (0,3 - 0,5 мкм). Кроме того, различные методы литографии должны обеспечивать получение изображе­ний необходимых размеров любой геометрической сложности, высокую воспроизводимость изображений в пределах полупро­водниковых кристаллов и по рабочему полю подложек, а также низкий уровень дефектности слоя сформированных масок. В ином случае значительно снижается выход годных изделий.

Для выполнения этих требований необходимы:

применение машинных методов проектирования и автома­тизации процессов изготовления шаблонов;

повышение воспроизведения размеров элементов, точности совмещения и использование низкодефектных методов фор­мирования масок;




Рисунок 7.1.1. Классификация методов литографии



Рисунок 7.1.2. Формирование рельефа изображения элементов - в) при использовании негативного (7) и позитивного (II) фоторезистов: 1 - ультрафиолетовое излучение, 2, 3 - стеклянный фотошаблон и нанесенная на него маска, 4 - слой фоторезиста на кремниевой подложке, 5 — технологический слой для формирования рельефа рисунка, 6 - кремниевая подложка

внедрение оптико-механического, химического и контроль­ного оборудования, обеспечивающего создание рисунков эле­ментов с заданными точностью и разрешающей способностью;

применение новых технологических процессов генерации и переноса изображения с использованием контактных, проек­ционных методов фотолитографии, голографии, электронно­лучевой и лазерной технологии;

разработка технологических процессов прямого получения рисунка элементов микросхем, минуя применение защитных покрытий, развитие элионных процессов.

Литографические процессы непрерывно совершенствуются: повышается их прецизионность и разрешающая способность, снижается уровень дефектности и увеличивается производи­тельность.


7.2 Контактная фотолитография

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 260504

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа Методические указания и индивидуальные задания
О. М. Чикова. Психология акцентуированных личностей: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная...
Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «Анатомия центральной нервной системы» для студентов очной

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла ен. В. 01а для студентов очной и заочной формы обучения

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс «Анатомия и физиология центральной нервной системы» для студентов дневного

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс дисциплины «логопедические технологии» (раздел «технология обследования

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Методический комплекс для студентов специальности 270900- технология мяса и мясных продуктов по направлению

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Научно-образовательный комплекс По специальности 050701 «Биотехнология» учебно-методический комплекс

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс Для студентов специальности 060105

Учебно-методический комплекс по дисциплине “технология изделий электронно-оптической техники” для студентов специальности т 08. 03. 00 «Электронно-оптические системы и технологии» icon Учебно-методический комплекс Для студентов специальности 060101

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы