Рис.15. Схема однозонной диффузионной печи: 1 - Источник жидкого диффузанта; 2 - Кран; 3 - Ротаметр; 4 - Кварцевая труба; 5 - Газосмеситель; 6 - Нагреватель; 7 - Кварцевая кассета с пластинами
Для транспортировки паров диффузанта в зону диффузии будем использовать аргон: он не взаимодействует с кремнием и практически не диффундирует в него.
Операционный цикл диффузии включает в себя следущие переходы:
. Промывка реактора аргоном с расходом до 150 дм3 / ч
. Вывод реактора на заданный температурный режим (2 -3 ч)
. Загрузка (через бокс) кассеты с пластинами и прогрев ее в течение 10 мин с подачей аргона для удаления десорбирующихся газов
. Подача аргона с парогазовой смесью (диффузант, кислород)
. Выдержка при постоянной температуре в течение контролируемого времени (собственно процесс диффузии)
. Прекращение подачи смеси и извлечение кассеты с пластинами
Сам процесс диффузии состоит из следующих стадий:
. Взаимодействие диффузанта с кислородом в газовой фазе с выделением ангидрида легирующего элемента:
BBr3 + O2 → B2O3 + Br2
. Диффузия ангидрида через растущий окисел к границе раздела SiO2
. Взаимодействие молекул ангидрида с кремнием и выделение атомарной примеси:
B2O3 + Si → SiO2 + B
. Диффузия атомов легирующего элемента в кристаллической решетке кремния
. Окисление поверхности.
. Фотолитография для вскрытия контактных окон.
В структуре кремния необходимо сформировать омические контакты алюминия с кремнием. С этой целью вскрываются окна под контакты, и проводится диффузия в соответствующие области. Фотолитография контактных окон - наиболее ответственная фотолитографическая операция при изготовлении структур ИМС. В этой операции одинаково важную роль играют и точная передача размеров окон, и качество совмещения, и наличие дефектов - проколов в слое оксида. При этом размеры контактных окон и зазоры при их совмещении всегда меньше, чем размеры и зазоры на других операциях фотолитографии. Размеры проколов, опасных при фотолитографии контактных окон, также очень малы - доли микрометра. Дефекты, возникшие на стадии фотолитографии контактных окон, проявляются после формирования контактов. Алюминий, например, проникает сквозь проколы в оксидной пленке толщиной около 0.3 мкм. Поэтому отсутствие дефектов - важнейшее требование, предъявляемое к фотолитографии контактных окон.
Читайте также
Проектирование дискретного устройства
На современном этапе развития транспорта наблюдается бурный рост темпов и
объемов перевозок, особенно на железнодорожном транспорте в силу высокой
скорости и невысокой стоимости грузопер ...
Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет
В последние десятилетия в зарубежных системах образования
произошли существенные изменения, обусловленные бурным развитием
научно-технического прогресса и его воздейст ...
Оптоэлектронные технологии
Оптоэлектроника
- бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в
быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигрыватели. Разрабатывается
твердоте ...