
- •1.Кристаллозаготовка
- •1.1 Способы ориентации монокристалла по кристаллографическим плоскостям
- •1.2 Способы резки слитка на пластины
- •Среди основных способов резки слитков на пластины следующие:
- •1.3 Структура нарушенного слоя после механической обработки
- •1.4 Виды шлифовки пластин
- •Скругление краев пластин
- •1.4 Виды полировки пластин
- •1.6 Химико-механическая полировка пластин
- •1.7 Виды разделения пластины на кристаллы
- •1.8 Контрольные точки после финишной полировки
- •2. Химподготовка пластин
- •2.1 Источники загрязнения поверхности и классификация загрязнений
- •2.2 Деионизованная вода. Получение. Основные характеристики технологической деионизованной воды
- •2.3 Гидромеханическая отмывка
- •2.4 Обезжиривание пластин. Реактивы. Способы обезжиривания
- •2.5 Полирующее травление. Задачи травления. Принцип кислотного травления. Основные компоненты кислотного травителя
- •2.6 Щелочное травление кремния. Состав щелочного травителя
- •3.2 Структура установки газофазной эпитаксии кремния
- •3.3 Кинетика роста эпитаксиальной пленки
- •3.4 Процессы массопереноса в эпитаксиальном реакторе. Число Рейнольца. Толщина пограничного газового слоя
- •3.5 Основные типы газофазных эпитаксиальных реакторов
- •3.6 Легирование и автолегирование эпитаксиального слоя.
- •3.7 Основные дефекты эпитаксиальных плёнок и пути их снижения
- •3.8 Молекулярно – лучевая эпитаксия
- •1.Окисление кремния в сухом кислороде. Кинетика. Качество пленок
- •2. Окисление кремния в цикле сухой-влажный-сухой кислород.
- •3. Пирогенное окисление кремния
- •4. Модель окисления Дила- Гроува
- •5. Окисление под давлением
- •6. Контроль параметров и качества окисных пленок.
- •1. Назначение термодиффузии в технологии и основные механизмы термодиффузии в кремнии
- •2. Основные законы термодиффузии.
- •3. Диффузия из неограниченного источника (загонка).
- •4. Диффузия из ограниченного источника (разгонка)
- •5. Основные источники n- и р- примесей для кремния
- •6. Технологические методы проведения диффузии.
- •7. Диффузия из твердого планарного источника
- •8. Контроль толщины диффузионного слоя
- •9. Контроль концентрации легирующей примеси в диффузионном слое.
- •1. Эффект каналирования
- •2. Атомное и электронное торможение имплантированных ионов.Боковое рассеяние.
- •4. Принцип работы масс сепаратора при ионном легировании.
- •5. Источник ионов установки ионного легировании. Конструкция и принцип работы
- •6. Измерение ионного тока. Ячейка Фарадея
- •6. Металлизация
- •Назначение металлизации в ис. Контактное сопротивление металл- полупроводник.
- •3.Механические вращательные насосы. Принцип работы. Применимость.
- •4.Паромасляный (диффузионный) насос. Принцип работы. Применимость.
- •5.Насос Рутса (двухроторный). Принцип работы. Применимость.
- •6.Турбомолекулярный насос. Принцип работы. Применимость.
- •7.Геттерный и криосорбционный насосы. Принцип работы. Применимость.
- •Криосорбционные насосы.
- •8.Термопарный и ионизационный вакуумметры. Принцип работы. Применимость.
- •9.Электронно- лучевое испарение. Принцип. Применимость.
- •10.Импульсное испарение тугоплавких металлов. Основные методы.
- •11.Магнетронное распылительное устройство.
- •12.Ионно- лучевой источник нанесения- травления (типа Кауфман). Принцип, конструкция, применимость.
- •13.Контроль толщины пленок в процессе нанесения (по «свидетелю», кварцевый).
- •14.Электромиграция в металлических пленках. Технологические пути снижения электромиграции.
- •15.Создание омических контактов. Технологические пути повышения омичности контакта.
- •7. Микролитография.
- •Укрупненная схема техпроцесса фотолитографии.
- •2.Химподготовка химически активных технологических слоев.
- •3.Химподготовка химически неактивных технологических слоев.
- •4.Нанесение резиста на технологический слой. Основные методы.
- •5.Нанесение сверхтонкого слоя фоторезиста (Ленгмюровские пленки).
- •Травление кремния в щелочных растворах и кислотных травителях.
- •Использование травления кремния для выявления дефектов пластин.
- •Химическое травления диоксида кремния.
- •Электрохимическое травление кремния.
- •Удаление фоторезиста химическим методом и в кислородной плазме.
- •Взрывная фотолитография.
- •Проекционная фотолитография. Используемые варианты.
- •Рентгеновская литография. Техпроцесс изготовления рентгеновского шаблона.
- •Основные типы плазменных реакторов.
1.Кристаллозаготовка
1.1 Способы ориентации монокристалла по кристаллографическим плоскостям
В производстве приборов и схем используют полупроводниковые материалы, легированные различными примесями, что дает возможность существенно изменять свойства этих материалов. Однако основным материалом для изготовления интегральных микросхем (ИМС) и микросистем до настоящего времени остается кремний. Он обладает рядом свойств, позволяющих легко создавать на нем диэлектрические слои для маскирования от проникновения примесей и защиты поверхности от влияния внешней среды, обеспечивающих высокие рабочие температуры (до 150 °С). Поэтому именно технология кремниевых интегральных элементов будет рассматриваться в настоящем пособии.
Кремний имеет алмазоподобную кристаллическую решетку, которая может быть представлена как две гранецентрированные кубические решетки, сдвинутые относительно друг друга на 1/4 большой диагонали куба. Параметр решетки куба а равен 0,54 нм (длина ребра куба), а расстояние между двумя ближайшими соседними атомами составляет 0,23 нм. Каждый атом связан с четырьмя ближайшими соседями ковалентными связями, расположенными по отношению к этому атому в вершинах правильного тетраэдра (рис. 1.1).
В
кубической решетке кремния удобно
выделить наиболее характерные плоскости
и направления, называемые индексами
Миллера (рис. 1.2). Если в начало координат
поместить куб с ребрами, отсекающими
единичные отрезки по осям координат,
то плоскости, образующие грани куба,
будут иметь координату по одной из осей,
например х, равную 1, а другим плоскостям
будут параллельны. Обратные величины
отрезков, отсекаемых плоскостями по
осям координат, для этой кристаллографической
плоскости будут 1,0,0 (рис.1.2,а). Это и есть
индексы Миллера для граней куба.
Соответственно для диагональной
плоскости куба (рис. 1.2,б) эти индексы
будут 1,1,0, а для плоскостей, отсекающих
единичные отрезки по всем трем координатам
(рис.1.2,в) - 1,1,1.
атомы кремния с тетраэдрической
ориентацией ковалентных связей;
-
примесь замещения
Рис. 1.1. Схематическое представление кристаллической решетки кремния
Кристаллографическая плоскость

Индексы помещают в круглые скобки: (100), (110), (111). Если же речь идет о системе кристаллографически эквивалентных плоскостей, то используются фигурные скобки: {100}, {110}, {111}. Направления, перпендикулярные этим плоскостям, имеют те же индексы, но заключаются в квадратные скобки: [100], [110], [111], а семейство направлений с одинаковыми индексами - в треугольные скобки: <100>, <110>, <111>. Три указанных плоскости и направления являются наиболее важными в кристалле кремния и в основном используются в производстве кремниевых интегральных микросхем. Многие технологические процессы протекают различно при разных кристаллографических ориентациях поверхности кремниевой пластины. Для биполярных ИМС обычно используется ориентация поверхности параллельно (111), для МДП схем предпочтительной является ориентация поверхности по плоскости (100).
1.2 Способы резки слитка на пластины
В полупроводниковом производстве для изготовления подложек слиток материала (буля), прошедший предварительную механическую обработку, режут на тонкие пластины (около миллиметра). Как правило, резка булей происходит по всей длине слитка одновременно, за исключением R&D и лабораторных исследований, в которых используются слитки малых диаметров и часто резка используется для отделения от слитка одной пластины.