Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

Наибольшее распространение в производстве полупроводниковых приборов получили способы газофазной и жидкофазной эпитаксии. Способ газофазной эпитаксии, являющийся наиболее простым в условиях серийного и массового производства, используется для формирования тонких слоев кремния и сложных полупроводникор типа АIIIВV, а жидкофазной -в основном для получения этатакси- альных слоев арсенида галлия и гетероструктур на его основе (нап ример, GaAs-GaAlAs).

При формировании кремниевых эпитаксиальных пленок спосо бом газофазной эпитаксии используют реакции восстановления тетрахлорида (SiCl4) или трихлорсилана (SiHCl3) над кремниевыми подложками. Парогазовая смесь соответствующего состава прохо дит над нагретой до определенной температуры подложкой, осаждаясь на ней в виде монокристаллического слоя. Обычно такие процессы осуществляют в кварцевых реакторах. При восстановле нии тетрахлорида в качестве газа-носителя используют водород. При этом происходит следующая реакция:

SiCI4+2H2 4HCI+Si

Для качественного проведения процесса осаждения температура подложек должна быть 1100-1300°С. При получении эпитаксиальных слоев с заданными свойствами в состав парогазовоя смеси вводят легирующую добавку.

При формировании эпитаксиальных пленок арсенида галлия способом жидкофазной эпитаксии сначала получают расплав полу проводникового материала с соответствующими легирующими добавками, а затем подложку подводят к поверхности раствора-расплава. После установления теплового равновесия между ними их охлаждают по соответствующему закону для эпитаксиального осаждения пленки на подложку.

Металлизация полупроводниковых структур.

Этот способ ис пользуется для формирования межсоединений в ИМС, создания контактных площадок и состоит из двух этапов - металлизации и фотолитографии по металлической пленке. Нанесение металлизации в планарной технологии осуществляется либо термическим испарением, либо катодным распылением.

При вакуумном термическом испареении металл нагревают электрическим током или бомбардируют его электроннонным лучом. Перенос потока испаряемых частиц в пространстве источник - подложка зависит от степени вакуума и определяется длиной свободного пробега молекул. При соударении атомов испаряемого вещества с поверхностью подложки происходит конденсация - процесс перехода вещества из газообразной в твердую или жидкую.

Качество напыленных пленок зависит от степени очистки, температуры подложки, а также от скорости испарения, вакуума, геометрии системы и др.

Катодное распыление целесообразно применять для получения пленок тугоплавких металлов (с высокой температурой испарения) -титана, вольфрама, молибдена. Для этого в вакуумную камеру напускают при небольшом давлении (
1,0 Па ) газ и, подавая постоянное или переменное напряжение 3-5 кВ, между элек тродами зажигают тлеющий разряд. Образовавшиеся при этом положительные ионы газа ускоряются по направлению к катоду, выполненному из распыляемого материала, и бомбардируют его. Атомы распыляемого катода осаждаются на полупроводниковую подложку и образуют сплошную металлическую пленку.

Фотолитографией по металлической пленке формируют требуемую конфигурацию проводников межсоединений и контактные площадки для присоединения схемы к внешним выводам корпуса .

После окончания групповой обработки пластины со сформированными структурами поступают на сборку приборов (индивидуальная обработка).

Сборка.

В процессе сборки разделяют пластины на отдельные кристаллы, монтируют кристалл в корпус, присоединяют электрические выводы к контактным площадкам кристалла и выводам корпуса и герметизируют корпус.

Чтобы гарантировать надежную работу изготовленных приборов, их подвергают испытаниям, которые проводят согласно техни ческим условиям на каждый тип прибора. Испытания включают комплекс операций: измерение электрических параметров и классификацию приборов, определение механической и климатической стойкости приборов, проверку их герметичности и определение гарантийного срока службы.

Кроме того, в процессе изготовления приборов постоянно проводится межоперационный контроль, позволяющий следить за ста бильностью технологического процесса. При необходимости коррек тируют режимы обработки
(температуру, концентрацию, время). По данным межоперационного контроля партия пластин может оказаться забракованной и снятой с дальнейшей обработки.

Даже при нормальном протекании процесса часть кристаллов групповой пластины оказывается дефектной (из-за проколов в за щитных масках, локальных загрязнениях и пр.). Эти кристаллы обнаруживаются лишь на завершающем этапе групповой обработки - после получения межсоединений и периферийных контактов, когда осуществляется контроль прибора на правильность функционирования. В дальнейшем эти кристаллы отбраковываются и не поступают на сборочные линии.

§ 3. Общие сведения об изготовлении подложек

Для получения качественных приборов и иатегральнх схем необходимы однородные пластины с поверхностью, свободной от дефектов и загрязнений.
Приповерхностные слои пластин не должны иметь нарушений кристаллической структуры. Оченьа жесткие требования предъявляют к геометрическим характеристикам пластин, особенно к их плоскостности. Плоскосткость поверхности имеет определяющее значение при формировании структур приборов методами оптической литографии. Важны и такие геометрические параметры пластина как прогиб, непараллельность сторон и допуск по толщине.

Для обеспечия требуемых параметров разработаны различные технологические варианты изготовления пластин. В зависимости от характеристик обрабатываемого материала варианты изготовлениян имеют свои особенности, но, как правило, состоят ят из одних и тех же базовых операций, применяемых в различных сочетананиях. К базовым операциям относят предварительную подготовку разделение его на пластины, шлифование пластины, свободным или связанным абразивом, формирование фасок, химческое травление пластин, их полирование и очистку.

Предварительная подготовка слитка заключается в калибровке его наружного диаметра до заданного размера, стравливании нарушенного слоя, изготовлении базовых и дополнительных срезов, подготовке торцовых поверхностей с заданной кристаллографической ориентацией. Затем разделяют слиток на пластины определнной толщины. Целью последующего шлифования явля ется выравнивание поверхности отрезанных пластин, уменьшение разброса их толщин, формирование однородной поверхности. Фаски с острых кромок пластин снимают для того, чтобы удалить сколы, образующиеся при резке и шлифовании. Кроме того, острые кромки пластин являются концентраторами напряжений и потенциальными источниками структурных дефектов, которые могут возникнуть при перекладывании пластин и прежде всего при термических обработках (окислении, диффузии, эпитаксии).

Химическим травлением удаляют нарушенные приповерхностные слои, после чего полируют обе стороны пластин или ту сторону, которая предназначена для изготовления структур приборов. После полирования пластины очищают от загрязнений, контролируют и упаковывают.

При изготовлении приборов способами наиболее распространенной планарной технологии и ее разновидностей используют только одну, так называемую рабочую сторону пластины. Учитывая значительную трудоемкость и высокую стоимость операций по подготовке высококачественных пластин с бездефектной поверхностью, некоторые варианты изготовления пластин предусматривают несимметричную, т. е. неодинаковую, обработку их сторон.
На нерабочей стороне пластины оставляют структурнодеформированный слой толщиной 5-10 мкм, который обладает свойствами геттера, т. е. способностью поглощать пары и газы из корпуса полупроводникового прибора после его герметизации за счет очень развитой поверхности.

Дислокационная структура слоя, обращенная к рабочей по верхности пластины, обладает способностью притягивать и удерживать структурные дефекты из объема полупроводникового кристалла, что значительно повышает надежность и улучшает электро-физические параметры приборов. Однако несимметричная обработка сторон пластин создает опасность их изгиба.
Поэтому глубину нарушений на нерабочей стороне следует строго контролировать.

Использование в полупроводниковом производстве пластин стандартизованных размеров позволяет унифицировать оборудование и оснастку на всех операциях, начиная от их механической обработки и заканчивая контролем параметров готовых структур. В отечественной и зарубежной промышленности нашли применение пластины диаметром 40, 60, 76, 100, 125,
150 и 200 мм. Для получения пластины заданного диаметра осуществляют калибровку выращенного проводникового монокристаллического слитка.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат этикет, план конспект урока, реферати українською.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки