8. Метод катодного распыления

Катодное распыление применяют для осаждения тугоплавких соединений. Процесс основан на явлении разрушения катода при бомбардировке его ионизированными атомами разреженного газа. Инертный газ, например аргон, вводят в испарительную камеру под давлением 1…10²Па. В системе создают тлеющий разряд. Ионы газа интенсивно бомбардируют катод, в результате чего его атомы приобретают необходимую энергию и вылетают с поверхности катода. Затем они попадают на полупроводниковые пластины и, оседая на них, покрывают полупроводник слоем металла.

9. Метод электролитического и химического осаждения

Этот метод применяют при наличии электропроводной подложки из инертного по отношению к электролиту материала. На нее электролитическим или химическим путем осаждается пленка из водного раствора солей металлов (электролита).

Оксидное маскирование используют для того, чтобы обеспечить диффузию только в определенные участки пластины, а остальную поверхность защитить от проникновения атомов примеси. Хорошей маской, ограничивающей области, диффузии, является диоксид кремния SiO₂. Это объясняется тем, что скорость диффузии примесей в диоксиде кремния значительно меньше, чем в чистом кремнии. Кроме того, диоксид кремния является хорошим диэлектриком. Поэтому окисление – неотъемлемый этап технологического процесса изготовления интегральных микросхем. Для получения оксида пластину нагревают до температуры 900…1200°С в атмосфере влажного кислорода. В полученной пленке оксида согласно схеме в последующем вытравливают окна. Этот процесс обычно применяют при изготовлении кремниевых интегральных микросхем.

10. Метод выращивания кристалла

По методу выращивания кристалла в тигель с расплавленным материалом опускают «затравку» монокристалла того же химического состава и затем ее медленно поднимают вместе с нарастающим монокристаллом, одновременно слабо вибрируя или вращая для перемещения расплава. Этот метод часто применяют после зонной плавки. Методы зонной плавки и выращивания кристалла из расплава хороши для очистки германия. Для кремния, который химически очень активен вблизи температуры плавления, применяют бестигельную плавку – вариант зонной плавки, в котором исключена возможность перехода примесей из стенок тигля в кремний. В бестигельной плавке слиток подвешивают вертикально, а катушка индукционного нагрева перемещается сверху вниз. При послойном расплавлении нижняя часть слитка удерживается с верхней силами поверхностного натяжения. Качество получаемых монокристаллов полупроводника контролируется металлографическими испытаниями и электрическими измерениями.

После ориентации (определения в монокристалле основных кристаллических плоскостей) полученные монокристаллические слитки нарезают на множество тонких пластин либо с помощью стальных полотен, смачиваемых суспензией, в состав которой входит тонкий абразивный, порошок, либо алмазными дисками, охлаждаемыми струей воды. Для удаления неровностей, доводки толщины и получения параллельности поверхностей пластины шлифуют на шлифовальных кругах. После шлифовки на поверхности остаются слои с механическими нарушениями, с искажениями кристаллической решетки и остаточными механическими напряжениями. Эти слои удаляются полировкой, обычно химической, которой иногда предшествует и механическая. Химическая полировка представляет собой растворение поверхностного слоя полупроводника химическими реактивами-травителями. Перед травлением пластину очищают и обезжиривают в органических растворителях и промывают в деионизированной воде. После обработки параллельность плоскостей пластины достигает одного и даже долей микрометра на сантиметр длины. Такие пластины после тщательной очистки идут на изготовление полупроводниковых приборов.