3.2 Контрольні завдання

3.3 Приклади відповідей на запитання

планарної структури напівпровідникових мікросхем на прикладі транзистора.

Відповідь:

Як вхідна заготовка використовується монокристалічна пластина кремнію, рівномірно легована акцепторними домішками (має провідність р-типу). Послідовність формування структури наведена на рисунку 1.

1 Зобразити та описати послідовністьУНІВЕРСИТЕТформування дифузійно-

На першому етапі на пластину наноситься шар оксиду кремнію SiO2 (рис.1 а). У цьому шарі шляхом літографії вибірково витравлюють ділянки прямокутної форми (рис 1 б) та через утворені вікна шляхом термічної дифузії вводяться атоми домішки донора. Після цього проводиться термічне окиснення (рис 1 в). У результаті на поверхніДЕРЖАВНИЙмонокристала знову утворюється суцільний шар SiO2. Таким чином, одночасно створюються колекторні області всіх транзисторів . Вторинним повторним травленням вікон менших розмірів у шарі оксиду та подальшою дифузією акцепторної домішки формуються базові області транзисторів з провідністю р-типу (рис.1 г, д). Далі в результаті наступних циклів: літографії, дифузії та окиснення виготовляються області емітерів, а також високолеговані ділянки з провідністю n+- типу для створення низькоомних контактів (рис 1 є, ж). Для створення міжелементного зв’язку у шарі оксиду відкриваються методом фотолітографії вікна (рис.1 з) і пластина покривається суцільною

металевою плівкою, як правило, з алюмінію (рис.1 і), при цьому у

СУМСЬКИЙмісцях, вільних від оксиду, утворюються контакти з відповідними областями кремнію. Завершальний цикл літографії по плівці

алюмінію дозволяє створити систему з’єднань та периферійні контактні майданчики в кристалах (рис.1 к) .

СУМСЬКИЙРисунок1 - Послідовність формування дифузійно-планарної структури

3 Зобразити графічно залежність концентрації різних легуючих елементів з глибиною при дифузії їх у кремній протягом часу t = 1 година при початковій концентрації N0 = 5 1015 см–3 , якщо дифузія відбувається при температурі Т=1250 К. Параметри дифузії домішки у кремній: D0 = 60 см2/c; Ea = 4,2 еВ. Легуючий елемент As.

Відповідь:

При розв’язанні задачі необхідно скористатися співвідношеннями, які описують залежність концентрації домішки від глибини:

де D0 – передекспоненційний множник; k - стала Больцмана;

Ea – енергія активації дифузії;

Розрахункову залежність необхідно навести у координатах N(x).

- забезпечувати інертність до нанесення плівок; - мати високу механічну міцність;

- бути стійкою до механічних реагентів, які використовуються в технологічному процесі;