Виды фотошаблонов. Фоторезисты. Параметры, характеризующие фоторезист

Фотошаблон накладывается к поверхности фоторезиста картинкой и экспонируется, Под совмещением понимается точная ориентация фотошаблонов относительно пластины Si, при котором элементы очередного топологического слоя (на фотошаблоне) занимают положение относительно элементов предыдущего слоя.(пластина). Процессы совмещения включают три этапа

1.Предварительное ориентация по базовому срезу, обеспечивает на границах модулей групповой пластины наивыгоднейщую кристаллографическую плотность с точки зрения разделения пластины на отдельные кристаллы.

2.Предварительное грубое совмещение по границе крайних модулей, имеющее целью исключить поворот пластины и фотошаблона относительно вертикальной оси z.

3.Точное совмещение, исключающее смещение рисунка фотошаблона и пластины относительно осей х,у.

24.Сущность процесса ионной имплантации; схема рабочей камеры.

Источник ионов (1) имеет спец. камеру для иониз. примеси. Имеется спец. зонд для вытяг. ионов и формирования потока. Пучок ускор. с помощью ускор. системы (7) до энергии необх. для внедр. ионов в КР (20-200кэВ). Затем ионы проходят через масс – сепаратор. Он позволяет разделить ионы по массе, что способствует оч. эф-му очищ. потока от загрязн. примесеи. Есть система сканирования и фокусировки (5) и есть приемник ионов с установл. подложками (4). При ионной имплантации атомы легирующей примеси ионизируются в сильном электрическом поле и потоком ионов бомбардируется поверхность полупроводниковой пластины с подготовленной заранее массой. Процесс идет при комнатной температуре. Затем производится «отжиг» на тем-ре t=300…400 С, а потом охлаждение. Лямбда средняя –средняя длинна пробега атома в кристалле кремния. Достоинства: - позволяет получать любые профили распр. примесей, -снижает темпер. проведения процесса, -примеси можно вводить вплоть до предельной растворимости, -примеси оч. хорошо очищаются с помощью масс-сепаратора, - не приводит к изменению параметров ранее сформированных слоев, -т.к. ионный пучок параллелен пластине, - размеры легированной области точно соответствуют размерам окна в оксидной маске, - процесс можно совместить в ед. технол. процесс, - кол-во введенной примеси точно дозируется, т.е контролируется в процессе облучения. Недостатки:- наличие темпер. отжига, - высокая стоим. оборудования, - исп. высокое напряжение, - необх. обеспечить радиац. защиту персонала, -(!!!в лекциях нету) при постоянной энергии ионов невозможно пролучить глубоко залегающие р-п переход с одновременным присутствием примеси на поверхности. Оборудование: магнитрон, вакуумный колпак, магнитный сепаратор

Для устранения недостатков применяют 2 метода:

1) Ступенчатый процесс - когда непрерывное глубокое распределение примеси от поверхности до р-п – перехода обеспечивается несколькими ступенями лигирования при различных энергиях, причем первый глубокий профиль обеспечивает заданную глубину р-п – перехода, а последующий – необходимую поверхностную концентрацию.

2) Комбинированный метод- имплантационная загонка примеси при низкой энергии обеспечивает необходимую дозу легирования Q и присутствия примеси на поверхности. А диффузная разгонка заданную глубину залегания p-n перехода(Xn). Имплантация – введение примеси в виде ионов.

25.Физические основы процесса ионной имплантации, характер торможения ионов при ионной имплантации, эффект каналирования; необходимость отжига

Технология ионного внедрения так же известна как ионная имплантация, имплантация кислорода, ионный синтез захороненных диэлектрических слоев и SIMOX (англ. S eparation by IM plantation of OX ygen). При использовании данной технологии монолитная кремниевая пластина подвергается интенсивному насыщению кислородом путём бомбардировки поверхности пластины его ионами с последующим отжигом при высокой температуре, в результате чего образуется тонкий поверхностный слой кремния на слое оксида. Глубина проникновения ионов примеси зависит от уровня их энергии, а поскольку технология КНИ подразумевает достаточно большую толщину изолирующего слоя, то при производстве подложек приходится использовать сложные сильноточные ускорители ионов кислорода. Это обусловливает высокую цену подложек, изготовленных по этой технологии, а большая плотность дефектов в рабочих слоях является серьёзным препятствием при массовом производстве полупроводниковых приборов.

Источник ионов (1) имеет спец. камеру для иониз. примеси. Имеется спец. зонд для вытяг. ионов и формирования потока. Пучок ускор. с помощью ускор. системы (7) до энергии необх. для внедр. ионов в КР (20-200кэВ). Затем ионы проходят через масс – сепаратор. Он позволяет разделить ионы по массе, что способствует оч. эф-му очищ. потока от загрязн. примесеи. Есть система сканирования и фокусировки (5) и есть приемник ионов с установл. подложками (4). При ионной имплантации атомы легирующей примеси ионизируются в сильном электрическом поле и потоком ионов бомбардируется поверхность полупроводниковой пластины с подготовленной заранее массой. Процесс идет при комнатной температуре. Затем производится «отжиг» на тем-ре t=300…400 С, а потом охлаждение. Лямбда средняя –средняя длинна пробега атома в кристалле кремния. Достоинства: - позволяет получать любые профили распр. примесей, -снижает темпер. проведения процесса, -примеси можно вводить вплоть до предельной растворимости, -примеси оч. хорошо очищаются с помощью масс-сепаратора, - не приводит к изменению параметров ранее сформированных слоев, -т.к. ионный пучок параллелен пластине, - размеры легированной области точно соответствуют размерам окна в оксидной маске, - процесс можно совместить в ед. технол. процесс, - кол-во введенной примеси точно дозируется, т.е контролируется в процессе облучения. Недостатки:- наличие темпер. отжига, - высокая стоим. оборудования, - исп. высокое напряжение, - необх. обеспечить радиац. защиту персонала, -(!!!в лекциях нету) при постоянной энергии ионов невозможно пролучить глубоко залегающие р-п переход с одновременным присутствием примеси на поверхности. Оборудование: магнитрон, вакуумный колпак, магнитный сепаратор

Для устранения недостатков применяют 2 метода:

1) Ступенчатый процесс - когда непрерывное глубокое распределение примеси от поверхности до р-п – перехода обеспечивается несколькими ступенями лигирования при различных энергиях, причем первый глубокий профиль обеспечивает заданную глубину р-п – перехода, а последующий – необходимую поверхностную концентрацию.

2) Комбинированный метод- имплантационная загонка примеси при низкой энергии обеспечивает необходимую дозу легирования Q и присутствия примеси на поверхности. А диффузная разгонка заданную глубину залегания p-n перехода(Xn). Имплантация – введение примеси в виде ионов.

26.Термическая диффузия: Последовательность технологических операций процесса диффузии, схема оборудования для проведения процесса, основные легирующие элементы.

На поверхности полупроводниковой пластины создается слой, содержащий примеси. Эти пленки (окисла кремния, нитрида кремния и т.д.) формируются при низкотемпературном процессе. Затем проводится перераспределение примесей из этих пленок.

Способы создания пленки: 1) перенос оксида кремния без суш. состава на поверхность пластины. 2) Синтез на поверхности окисла кремния без учета материала пластины. 3) создание окисл. слоев с учетом пластины

Для диффузии примесей из легированных слоев окисла проводится отжиг при температуре 1500^оС+-1^оС. Затем распределение примеси описывается дополн. функцией ошибок.

Преимущества метода: 1) возможность формирования легированной области с низкой поверхностной концентрацией (для бора 10¹⁶, для фосфора 10¹⁷), хорошая воспроизводимость областей. 2) удобство контроля и степени легирования, и содержания примесей. 3) в таком процессе возможно одновременное введение нескольких примесей в одном цикле термообработки (мышьяк и бор).

Недостатки метода: 1) высокая температура проведения процесса, это приводит к перераспределению примесей в ранее сформир. структ., как следствие –смещение p-n переходов, снижение воспроизводимости погран. структур. Чрезвычайно затруднено получение активной базы транзисторов. 2) наличие боковой диффузии, это влияет на площадь отдельных диффузионных элементов. 3) зависимость коэф. диффузии от предельной растворимости примесей.

Дата добавления: 2015-04-24