В1

1. Мета фотолітографії. Схема її технологічного процесу.

Суть процесу літографії полягає в тому, що чутливі до світла фоторезисти наносяться на поверхню підготованої підкладки і піддаються дії випромінювання (експонування). Використання спеціальної скляної маски з

прозорими та непрозорими полями (фотошаблону) приводить до локальної дії випромінювання на фоторезист, а отже і до локальної зміни його властивостей. При подальшому дії певних хімікатів відбувається усунення з

підкладки ділянок плівки фоторезисту, які піддались освітленню (проявлення). Таким чином, із плівки фоторезисту створюється захисна маска з рисунком, який повторює рисунок фотошаблону. На останній стадії здійснюється травлення поверхневого шару підкладки на

незахищених ділянках.

2. Практичнi способи проведення дифузiї: дифузія з використанням рідинних джерел домішки.

На рисунку 2.2 приведена схема установки для рідинних джерел домішок

При використанні рідинних джерел домішки, якими як правило служать галогеніди, установка для дифузії має одну високотемпературну зону – кварцеву піч 1 (800-1200˚С). Довжина труби, в якій містяться підкладки дорівнює 40 –60 см, діаметр ~20 см.

Для випаровування рідинного джерела достатньо підтримувати його температуру в інтервалі 20 – 40˚С.

Рисунок. 2.2. Схема установки дифузії для рідинних джерел домішок:

1 – трубчата піч;

2 – кварцева труба;

3 – підкладки;

4 – посудина з рідким джерелом домішки.

Найбільш широке вокористання в якості джерела знайшли галогеніди фосфору та бору (трихлористий фосфор PCI₃, хлорокись фосфору POCl₃, трибромистий бор BBr₃).

В кварцеву трубу направляється три потоки газу:

1) основний потік азоту або аргону зі швидкістю 1000 см³/ хв;

2) слабий потік цього ж газу зі швидкістю 10 см³/ хв, цього ж газу, який попередньо пройшов через рідке джерело;

3) слабкий потік кисню зі швидкістю 15 см³/ хв.

При використанні рідинних джерел наявність кисню у складі газу-носія має принципове значення, оскільки приводить до утворення оксидів домішки. Так для BBr₃ у зоні дифузії проходять наступні хімічні реакції:

• 4 BBr₃ + 3 О₂ = 2 В₂О₃ + 6 Br₂

• Si + О₂ = SiО₂

При взаємодії оксиду кремнію з оксидом бору утворюється сполука типу

• m В₂О₃*n SiО₂ – боросілікатне скло.

На поверхні кремнію виділяється бор з боросілікатного скла і при реакції

• 3 Si + 2 В₂О₃= 2 SiО₂ + 4В

йде виділення дифундуючого в кремній бора.

• Аналогічно проходять реакції для PCI₃, POCl₃, які використовують для дифузії фосфора:

• 4 PCI₃ + 5 О₂ = 2 Р₂О₅ + 6 CI₂

• 4 POCl₃ + 3 О₂= 2 Р₂О₅ + 6 CI₂

• Si + О₂ = SiО₂

• 2Р₂О₃ + 5 Si = 5 SiО₂ + 4 Р

• m Р₂О_5∙n SiО₂ - фосфоросілікатне скло.

• Розглянуті хімічні реакції супроводжуються утворенням галогенідів, які здатні травити поверхню кремнію, а самі по собі є отруйними газами.

• При достатньому вмісті кисню (~ 7L 10 %) травлення кремнію не відбувається завдяки росту кількості SiО_2.

• Недоліком дифузії є те, що і самі джерела і продукти реакції являються отруйними речовинами.

В2