Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Описание технологических операций

Перед началом проведения операции по осаждению пленок, необходимо провести подготовительные операции. Одной из основных таких операций является очистка поверхности пластин (более подробно об этом изложено в разделе «1.2.7 Загрязнения и борьба с ними».)

В дипломном проекте применяется пиролитическое осаждение SiO2. Пиролитическое осаждение используется для получения толстых слоев оксида кремния при низких температурах, т.к. 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 Si3N4 и поликремния.

При пиролитическом осаждении оксида кремния происходит термическое разложение сложных соединений кремния с выделением SiO2.

Основное назначение пленок SiO2 толщиной более 0,2 мкм - создание маски, необходимой при локальной обработке поверхности полупроводниковых пластин для предохранения части поверхности пластин от диффузии основных легирующих примесей.

Более высокие маскирующие свойства имеют пленки Si3N4

толщиной > 0,1 мкм. Они препятствуют диффузии в пластину. Нитрид кремния применяют также для создания маски при травлении поверхности кремния и пленок SiO2, а также в качестве защитного слоя.

Пиролитическое осаждение предполагается проводить в типовом оборудовании. В качестве примера приведу описание установки для пиролитического осаждения SiO2 - "Изотрон" (рисунок 1). Конструктивно установка представляет собой трехтрубную диффузионную печь и имеет реакторы (3) с горячими стенками, работающие при пониженном давлении в режиме непрерывной откачки их объема. Нагревательный элемент (10) состоит из трех секций. Пластины устанавливают в кассету (2) вертикально по всей длине рабочей зоны, равной 600 мм.

Газовая смесь поступает с одного конца реактора и откачивается с другого. Предельное разряжение в реакторе установки не выше ~ 0,7 Па, рабочее давление при напуске газов варьируется в пределах от 13 до 670 Па.

Рисунок 1. Схема установки для пиролитического осаждения SiO2

Система откачки реактора имеет диффузионный (7) и масляный (8) с очистителем (9) насосы, фильтры (6), кран впуска азота (5) и заглушку (4). Датчик (1) позволяет контролировать давление в реакторе. Установка работает в автоматическом режиме, основные параметры выводятся на ЭВМ.

В таких устройствах скорость осаждения SiO2 составляет ~ 0,2 мкм/ч,

ФСС - 0,7 0,8 мкм/ч. Наиболее важными факторами, определяющими скорость осаждения, являются температура пластин, состав и расход газов, а также давление в реакторе.

Пленки SiO2, полученные пиролитическим осаждением, имеют более высокую пористость, чем при термическом окислении, однако в них ниже уровень механических напряжений.

Операция травления

В дипломном проекте применяется операция травления - плазмохимическим методом.

При плазмохимическом травлении поверхности полупроводниковых пластин обрабатываются химически активными атомами или радикалами, поступающими из высокочастотной газоразрядной плазмы в пять этапов:

доставка молекул активного газа в зону разряда;

превращение этих молекул в активные радикалы под воздействием электронов в плазме разряда;

доставка радикалов к поверхности материала, подвергаемого травлению;

взаимодействие радикалов с поверхностью материала (адсорбция, химические реакции и десорбция);

отвод продуктов реакции из рабочей камеры.

Для плазмохимического травления кремния используют газовые смеси соединений углерода и серы с галогенами фреона и кислорода или азота. Последние служат для разбавления, обеспечения селективности и анизотропности травления. При использовании смеси фреона-14 (CF4) с 2-8% кислорода под действием высокочастотного электрического поля происходит диссоциация фреона-14: Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Исследование биполярного транзистора в статическом режиме Биполярным транзистором называют трёхслойную полупроводниковую структуру с чередующимися типом проводимости областей, созданную в едином кристалле и образующую два встречно включённых вз ...

Исследование методов организации служебной связи при строительстве волоконно-оптических линий связи Обеспечение массового доступа абонентов к современным телекоммуни-кационным и информационным услугам является одной из важнейших проблем в нашей стране. Актуальность этого вопроса возра ...

Использование IP-телефонии при ликвидации чрезвычайных ситуаций Без широкого применения средств связи, автоматизированных систем управления, использующих современные информационные, коммуникационные технологии и новейшую вычислительную технику, нево ...