Технология кремниевой наноэлектроники.-1
.pdf51
6 ТЕМЫ ДОКЛАДОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Современное состояние технологии многоуровневой системы металлизации кремниевых ИС.
2.Инженерия затвора МОП-транзистора.
3.Инженерия канала МОП-транзистора.
4.Монокристаллические полупроводниковые слои на аморфных подложках.
5.Селективная гетероэпитаксия в технологии BICMOS.
6.Атомно-слоевое осаждение диэлектриков.
7.Перспективные методы нанолитографии.
8.Наноимпринтинг. Современные проблемы формирования трехмерных
СБИС.
9.Конструкционно-технологический базис для создания МОП-
транзисторов с субмикронными размерами.
10.Физическая структура МОП-транзисторов (МОПТ).
11.Формирование SiGe наноструктур методом ионной имплантации.
12.Технологический маршрут изготовления BiFET структур.
13.Применение ионной имплантации для решения проблем КМОП-
СБИС.
14.Проблемы металлизации СБИС с n и p каналами.
15.Новые типы транзисторов для СБИС с улучшенными характеристиками.
16.Формирование межэлементных соединений и межуровневой
разводки.
17.Применение ионной имплантации в микро- и нанотехнологиях.
18.Управление пороговым напряжением в МОП-транзисторах с помощью ионной имплантации.
52
7 ЭКЗАМЕН
Вариант 1
1.Рассмотреть возможность уменьшения глубины залегания p-n перехода за счет аморфизации приповерхностных слоев кремния.
2.Сравнение электронной и ионной литографии.
Вариант 2
1.Объяснить появление эффекта близости. Исследовать влияние толщины резиста на получение малых экспонируемых областей при их близком взаимном расположении.
2.Оценить глубину залегания p-n перехода при легировании моноионами бора и кластерными ионами.
Вариант 3
1.Применение ионного легирования для самосовмещения затвора с областями стока-истока в МДП-транзисторах.
2.Формирование подзатворных диэлектриков в технологии наноразмерных КМОП-интегральных схем.
Вариант 4
1.Субмикронная фотолитография.
2.Формирование силицидных пленок с помощью ионной имплантации.
Вариант 5
1.Технология электронно-лучевой литографии. Время экспонирования.
2.Транзисторы с каналом на основе напряженного кремния и SiGe.
53
Вариант 6
1.Рассмотреть возможность управления профилем распределения примеси и глубиной залегания xp-n при ионном легировании.
2.Технология анизотропного травления для формирования «тренчей».
Вариант 7 1. Рассмотреть боковое рассеяние ионов и его влияние на распределение
примеси при ионной имплантации через окно заданного размера.
Сформулировать условие, когда боковое рассеяние следует учитывать.
2. Оценить требуемую анизотропию травления пленки для реактивного ионно-лучевого травления с точностью 20 % при bм=1 мкм.
Вариант 8
1.Рассмотреть возможность формирования структуры с однородным распределением примеси для элементов памяти на основе аморфного кремния.
2.Анизотропия и селективность травления при ионно-лучевом травлении глубоких профилей.
Вариант 9
1.Атомно-слоевое осаждение пленок.
2.Проблемы межуровневой изоляции в технологии СБИС.
Вариант 10
1.Рассмотреть формирование LDD областей в технологии МОП СБИС и предусмотреть одновременное самосовмещение областей истока - стока с затвором.
2.Объяснить влияние энергии электронов на разрешающую способность
ЭЛЛ.
54
Вариант 11
1.Объяснить влияние толщины резиста на разрешающую способность ЭЛЛ и ионно-лучевой литографии.
2.Плазмохимическое травление (ПХТ). Достоинства и недостатки по сравнению с ионно-лучевым травлением.
Вариант 12
1.Как следует выбирать параметры установки ЭЛЛ (I0, U0) для обеспечения высокой разрешающей способности.
2.Рассмотреть возможность применения ионной имплантации для формирования каналов МОП-транзисторов с ретроградным распределением примеси.
Вариант 13 1. Обосновать выбор параметров ионной имплантации для формирования
областей истока-стока с концентрацией более 1020 см-3 и глубиной xp-n менее 10
нм.
2. Как следует выбирать ток пучка электронов I0 при ЭЛЛ?
Вариант 14
1.Сравнить методы экспонирования резиста (проекционная ФЛ и электронно-лучевая литография) и рекомендовать наиболее подходящий метод для получения размеров менее 65 нм с учетом технико-экономических соображений.
2.Обосновать выбор параметров ионной имплантации в SIMOX-
технологии для получения заданной толщины отсеченного слоя Si и SiO2.
55
Вариант 15 1. Представить технологию изготовления биполярного транзистора с
помощью ионной имплантации для формирования базы и эмиттера. Коллектор
- эпитаксиальный слой. Представить распределение примеси для n-p-n
транзистора.
2. На какую глубину dП можно протравить подложку через маску толщиной dм при ионном травлении.
56
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Таруи, Я. Основы технологии СБИС: пер. с яп.: под ред. В.Г. Ржанова /
Я. Таруи. - М.: Радио и связь, 1985. - 479 с.
2. Электронно-лучевая технология в изготовлении микроэлектронных приборов / под ред. Дж. Р. Брюэра; пер. с англ. под ред. Ф. П. Пресса. – М.:
Радио и связь, 1984. – 336 с.
3. Курносов, А.И., Юдин, В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем / А.И. Курносов, В.В.
Юдин. – М.: ВШ, 1986. – 386 с.
4.Броудай, И., Мерей, Дж. Физические основы микротехнологии: пер. с
англ. / И. Броудай, Дж. Мерей. – М.: Мир, 1985. – 494 с.
5.Мейер Дж., Эриксон Л., Дэвис Дж. Ионное легирование полупроводников (кремний и германий) : пер. с англ / Дж. Мейер, Л. Эриксон.
–М.: Мир, 1973. – 296 с.
6.Технология СБИС. Т.1 / Под ред. С. Зи; Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. –
404 с.
7.Риссел, Х., Руге, И. Ионная имплантация / Х.Риссел, И.Руге .-
М.:Наука,1983. -360с.
8. Плазменная технология в производстве СБИС: пер.с англ.: под ред. Н.
Айнспрука и Д. Брауна. - М.: Мир, 1987. - 469 с.
9.Данилина, Т.И., Смирнов, С.В. Ионно-плазменные технологии в производстве СБИС / Т. И. Данилина, С. В. Смирнов. – Томск: Том. гос. ун-т
систем управления и радиоэлектроники, 2000. – 140 с.
10.Киреев, В.Ю. Введение в технологии микроэлектроники и нанотехнологии / В.Ю. Киреев. - М.: ФГУП «ЦНИИХМ», 2008. – 431 с.
11.Путря, М.Г. Плазменные методы формирования трехмерных структур
/М.Г. Путря. СБИС; учеб.пособие. - М.: МИЭТ, 2005. – 235 с.
12.Берлин, Е., Двинин, С., Сейдман, Л. Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких пленок / Е. Берлин, С. Двинин,
С. Сейдман. - М.:Техносфера, 2007. – 176 с.
57
13.Галперин, В.А., Данилкин, Е.В., Мочалов, А.И. Процессы плазменного травления в микро- и нанотехнологиях / В.А. Галперин, Е.В. Данилкин, А.И. Мочалов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 286 с.
14.Громов, Д.Г., Мочалов, А.И., Сулимин, А.Д., Шевяков, В.И. Металлизация ультрабольших интегральных схем / Д.Г. Громов, А.И. Мочалов, А.Д. Сулимин, В.И. Шевяков. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 277
с.
15.Технология СБИС. Т.2 / Под ред. С. Зи; пер. с англ. – М.: Мир, 1986.
–444 с.
16.Королев, М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч. / М.А.Королев, Т.Ю.Крупкина, М.А.Ревелева: под ред. Ю.А.Чаплыгина Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование.-
М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.- 397 с.
17. Королев, М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч./М.А.Королев, Т.Ю.Крупкина, М.Г.Путря, В.И.Шевяков: под ред. Ю.А.Чаплыгина Ч.2: Элементы и маршруты изготовления кремниевых ИС и методы их математического моделирования.-
М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.- 422 с.
18.Асеев, А.Л. Перспективы применения структур «кремний на изоляторе» в микро- , наноэлектронике и микросистемной технике / А.Л. Асеев
идр.//Микросистемная техника. - 2002. - №9, С.25-29.
19.Лапшинов, Б.А. Технология литографических процессов / Б.А. Лапшинов. - Учебное пособие.- Московский гос.ун-т электроники и математики. - 2011. - 95 с.
20.Красников, Г.Я. Конструктивно-технологические особенности субмикронных МОП-транзисторов / Г.Я. Красников: М.:, Техносфера, 2011.-
800 с.
58
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Основные физические постоянные
Постоянные
Элементарный заряд
Число Авогадро
Масса покоя электрона
Постоянная Планка
Атомная единица массы
Газовая постоянная
Постоянная Больцмана
Первый радиус Бора
Диэлектрическая проницаемость вакуума
Символ
е
NA
me
h
а.е.м.
R
k
a0
0
Значение
1,6
6,02
9,1
6,62
1,66
8,3
1,38
5,29
8,85
Единицы СИ
|
10 |
19 |
Кл |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
10 |
23 |
моль |
-1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
10 |
31 |
кг |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
10 |
34 |
Джсּ |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
10-27 кг |
|
|
|
|
||||||||||
Дж моль |
-1 |
град |
- 1 |
||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
10 |
23 |
Дж |
град |
- 1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
10 |
11 |
м |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
10 |
12 |
Ф |
м |
-1 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ИЗМЕРЕНИЯ |
||||||
1 |
Дж = 0,24 кал; 1 кал = 4,19 Дж |
|
|
||||
1 |
эВ = |
12 |
эрг 1,6 10 |
19 |
Дж 3,83 10 |
20 |
кал |
|
1,6 10 |
|
|
|
|||
1 |
м = 1010 A 109 нм 106 мкм 103 мм 102 см |
|
|||||
Заряд электрона e = 4,8 10 10 СГС = |
1,6 10 19 Кл |
||||||
Газовая постоянная R 8,31 Дж моль-1 К-1 = 1,987 кал моль-1 К-1 |
|||||||
Постоянная Больцмана |
k 1,38 10 23 Дж К -1 8,63 10 5 эВ К -1 |
||||||
59
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
|
Ряды |
|
|
|
|
Группы элементов |
|
|
|
|||
Периоды |
I |
II |
III |
IV |
|
V |
VI |
VII |
|
VIII |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
He |
|
|
|
|
1,008 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
|
2 |
II |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
Li |
Be |
B |
C |
|
N |
O |
F |
Ne |
|
|
|
|
6,94 |
9,01 |
10,81 |
12,0 |
|
14,01 |
16,0 |
19,0 |
20,18 |
|
|
3 |
III |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
18 |
|
|
|
|
Na |
Mg |
Al |
Si |
|
P |
S |
Cl |
Ar |
|
|
|
|
23 |
24,30 |
26,98 |
28,09 |
|
30,97 |
32,06 |
35,45 |
40,0 |
|
|
4 |
IV |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
|
K |
Ca |
Sc |
Ti |
|
V |
Cr |
Mn |
Fe |
Co |
Ni |
|
|
39,10 |
40,08 |
44,96 |
47,90 |
|
50,94 |
52,0 |
54,9 |
55,8 |
58,9 |
58,7 |
|
V |
29 |
30 |
31 |
32 |
|
33 |
34 |
35 |
36 |
|
|
|
|
Cu |
Zn |
Ga |
Ge |
|
As |
Se |
Br |
Kr |
|
|
|
|
63,55 |
65,38 |
69,72 |
72,5 |
|
74,92 |
79,0 |
79,9 |
83,8 |
|
|
60
|
VI |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
5 |
|
Rb |
Sr |
Y |
Zr |
Nb |
Mo |
Tc |
Ru |
Rh |
Pd |
|
|
||||||||||
|
|
85,5 |
87,6 |
88,9 |
91,2 |
92,9 |
96,0 |
98,9 |
101,0 |
102,9 |
106,4 |
|
VII |
47 |
48 |
49 |
50 |
51 |
52 |
53 |
54 |
|
|
|
|
Ag |
Cd |
In |
Sn |
Sb |
Te |
I |
Xe |
|
|
|
|
107,9 |
112,4 |
114,8 |
118,8 |
121,8 |
127,6 |
126,9 |
131,3 |
|
|
6 |
VIII |
55 |
56 |
|
72 |
73 |
74 |
75 |
76 |
77 |
78 |
|
|
Cs |
Ba |
La- |
Hf |
Ta |
W |
Re |
Os |
Ir |
Pt |
|
|
Lu |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
132,9 |
137,3 |
|
178,5 |
180,9 |
183,8 |
186,2 |
190,2 |
192,2 |
195,0 |
|
IX |
79 |
80 |
81 |
82 |
83 |
84 |
85 |
86 |
|
|
|
|
Au |
Hg |
Tl |
Pb |
Bi |
Po |
At |
Rn |
|
|
|
|
197 |
200,6 |
204,3 |
207,2 |
209,0 |
(209) |
(210) |
(222) |
|
|
7 |
X |
87 |
88 |
|
104 |
105 |
|
|
|
|
|
|
|
Fr |
Ra |
Ac- |
Ku |
Ns |
|
|
|
|
|
|
|
(Lr) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(223) |
226 |
|
(261) |
(261) |
|
|
|
|
|
