Лаб 6 / Вопросы

1. Перечислите основные этапы фотолитографии.

1. Подготовка к фотолитографии кристаллической кремниевой подложки с идеально обработанной поверхностью.

2. Создание защитного слоя SiO2, например окислением кремния

3. Нанесение фоторезиста

4. Наложение фотошаблона

5. Засветка. Свет проникает сквозь прозрачные участки фотошаблона и засвечивает под ними фоторезист.

6. Удаление фотошаблона

7. Смывка незасвеченного фоторезиста растворителем, не действующим на засвеченный фоторезист.

8. Травление слоя SiO2 плавиковой кислотой (не действует на засвеченный фоторезист).

9. Смывка засвеченного фоторезиста.

2. Что такое фоторезист?

Светочувствительное вещество, которое под действием света полимеризуется и затвердевает.

3. Что такое фотошаблон?

Стеклянная фотопластинка, на которую сфотографировано с большим уменьшением необходимое чёрно-белое изображение.

4. Как формируется оксидный слой?

Термическое окисление металла (~1200 ℃)

5. Для какой цели используют травление оксидного слоя при фотолитографии?

Участки окисла, не защищенные фоторезистом, вытравляются и удаляются с поверхности подложки

6. Чем обусловлен выбор оксида кремния в качестве маски при диффузии примесей?

7. Как выполняется диффузия?

Кремниевые пластины с будущими ИС помещают в диффузионную печь. В ней создается атмосфера, содержащая донорную или акцепторную примесь в газообразном состоянии при высокой температуре. Примесь проникает через “окна” в полупроводник и превращает его в полупроводник n- или p- типа. Концентрация примеси в полупроводнике тем больше, чем больше температура и время такой обработки.

8. Как распределена примесь по глубине после диффузии?

Формируется неоднородный слой с убывающей с глубиной концентрацией примеси

9. Что такое эпитаксия? Как выполняется эпитаксия кремния?

Операция «эпитаксия» позволяет получить однородные слои примесного полупроводника, в которых концентрация примеси одинакова по всей толщине примесного слоя.

Кремниевую подложку помещают в атмосферу, содержащую газообразный атомарный кремний. Атомы кремния оседают на поверхности подложки в строгом порядке, повторяющем кристаллическую структуру подложки. Если в атмосферу газообразного кремния добавлена газообразная донорная или акцепторная примесь, наращенный слой будет полупроводником n- или p- типа.

Толщина эпитаксиального слоя, как и в случае диффузии примесей, тем больше, чем больше температура и время обработки подложки.

10. Как распределена примесь по эпитаксиальному слою?

ОДНОРОДНО

При неизменности условий эпитаксии концентрация примеси во всем эпитаксиальном слое будет неизменной.

11. Как выполняют напыление металлического слоя для создания соединительных проводников?

Напыляемое вещество нагревается в вакууме до температуры испарения. Пары вещества, оседая на всех холодных поверхностях, например, на подложке, конденсируются, т.е. возвращаются в твёрдое состояние. Толщина напыленного слоя зависит, прежде всего, от длительности такой операции.

С помощью напыления, в частности, создаются металлические плёнки, образующие контакты металл-полупроводник и проводники между

элементами.

12. Почему дифракция определяет минимальный топологический размер элементов ИС?

Из-за дифракции наблюдается частичная засветка затенённого фоторезиста, границы света и тени становятся нечёткими. Это приводит к недопустимым изменениям формы и размеров окон и изменению свойств элементов ИС.

(Дифракция - огибание светом препятствий)