122

Федеральное агентство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

М. Н. Романовский

Интегральные устройства радиоэлектроники

Часть 1. Основные структуры полупроводниковых интегральных схем

Учебное пособие

2007

Рецензент: Несмелов Н.С., заведующий кафедрой конструирования

узлов и деталей РЭС, профессор, доктор физико-математических наук

Романовский М.Н.

Интегральные устройства радиоэлектроники. Часть 1. Основные структуры полупроводниковых интегральных схем. Учебное пособие для вузов. - Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2007. - 123 с.

Рассмотрены материалы, технология изготовления, модели основных структур полупроводниковых интегральных схем.

Для студентов, обучающихся по специальности «Проектирование и технология радиоэлектронных средств».

 Романовский М.Н., 2007

Содержание

1 ВВЕДЕНИЕ 6

1.1 Миниатюризация радиоэлектронных средств 6

1.2 Классификация интегральных схем 8

1.3 Сущность технологии полупроводниковых интегральных схем 10

1.4 Основные направления функциональной электроники 13

2 Подложки 15

2.1 Разновидности подложек 15

2.2 Полупроводниковые материалы 16

2.3 Механическая обработка подложек 19

3 Очистка и травление подложек 20

3.1 Виды загрязнений и очистки 20

3.2 Жидкостная обработка 21

3.2.1 Химическое травление 21

3.2.2 Электрополировка 24

3.3 Сухое травление 25

3.3.1 Газовое травление 25

3.3.2 Ионно-плазменное травление 25

3.3.2 Плазмохимическое травление 26

4 Проводящие слои 27

4.1 Назначение и материалы 27

4.2 Получение проводящих слоев физическими методами 32

4.2.1 Термическое вакуумное испарение 32

4.2.2 Ионно-плазменного распыления 36

4.3 Получение проводящих слоев химическими методами 39

4.3.1 Осаждение из парогазовых смесей 39

4.3.2 Электролитическое осаждение 40

5 Полупроводниковые слои 41

5.1 Диффузия примесей 42

5.1.1 Диффузия и растворимость 42

5.1.2 Коэффициент диффузии 43

5.1.3 Решения уравнений диффузии 43

5.1.4 Локальная диффузия 45

5.1.5 Способы проведения диффузии 46

5.2 Ионное легирование 48

5.2.1 Распределение пробегов ионов в мишени 49

5.2.2 Радиационные эффекты 52

5.2.3 Практические способы ионного внедрения 53

5.2.4 Локальное ионное внедрение 55

5.3 Эпитаксиальное наращивание 56

5.3.1 Газофазная эпитаксия 56

5.3.2 Жидкофазная эпитаксия 61

5.3.3 Молекулярно-лучевая эпитаксия 63

6 Гетеропереходы и квантовые размерные структуры 66

6.1 Полупроводниковые гетеропереходы 66

6.1.1 Общие сведения 66

6.1.2 Эффекты односторонней инжекции и сверхинжекции 68

6.2 Квантовые ямы, нити и точки 69

6.2.1 Размерные эффекты 69

6.2.2 Квантование энергии 70

6.2.3 Плотность состояний 72

6.3 Сверхрешетки 73

7 Диэлектрические слои 76

7.1 Назначение и материалы 76

7.2 Методы получения 77

7.2.1 Термическое окисление 77

7.2.2 Осаждение из газовой фазы 81

7.2.3 Ионно-плазменное распыление 85

7.2.4 Анодное окисление 86

7.2.5 Термовакуумное испарение 88

7.3 Параметры качества диэлектрических пленок 88

7.4 Защитные покрытия 91