2 Глава: маршрут изготовления кмдп структуры

1.Химическая обработка подложки

2. После очистки на поверхности пластин термическим окислением в

атмосфере водяного пара или влажного О₂ при Т = 1000⁰ С выращивается слой окисла толщиной 0,3 мкм.

При окислении в парах воды источником окислителя служит вода высокой чистоты (10 – 20 МОм*см), которая нагревается до температуры, достаточной для образования потока водяных паров. Окисление в парах воды используется редко, т. к. образующаяся при этом плёнка отличается рыхлостью.

Окисление во влажном О₂ представляет комбинацию двух процессов: окисления в парах воды и в сухом О₂. При этом может быть выбран режим, при котором скорость окисления будет как при окислении в парах воды, а качество оксида не намного хуже, чем при окислении в сухом О₂.

3. ЖХТ окисла на 0.3 мкм для создания кармана.

4. Окисление кремния: Т = 1150⁰ С в атмосфере влажного кислорода, толщина окисла 0,6 мкм. Он служит маской для проведения диффузии, для получения более плотной структуры и снижения плотности поверхностных состояний на границе разделе кремний – диэлектрик в том же объеме, проводится высокотемпературная обработка в инертной среде.

5. Фотолитография 1 для формирования n-кармана.

6. ЖХТ окисла в окнах: х = 0.6 мкм.

7. Удаление фоторезиста, химическая обработка.

8. Окисление: Т = 850⁰ С, 23 мин, в парах О₂, x = 0,03 мкм.

9. Ионное легирование фосфором: N= 10¹⁷см

10.Отжиг примеси в кармане: Т = 1000⁰С, сухой О₂ 300 мин.

11.Травление окисла на всю толщину.

12.Окисление: Т = 1100⁰С, в сухом О₂, х_N = 0,033 мкм, 30 мин.

13.Осаждение нитрида кремния: Т = 750 ⁰С, х_N = 0.15-0,2 мкм.

3SiH₄+4NH₃=Si₃N₄+12H₂

(Недостатки SiO₂: малая подвижность ионов щелочных металлов в них, сравнительно высокая пористость тонких плёнок, низкая диэлектрическая проницаемость 3,9, недостаточные свойства от воздействия влаги, кислорода, радиации. Поэтому двухслойные покрытия сочетают свойства двух диэлектриков. В качестве нижнего слоя используется термически выращенная двуокись Si, обеспечивающая наилучшие свойства границы раздела полупроводник – диэлектрик, а материал верхнего слоя выбирается исходя из требований по улучшению технологических или других свойств структуры. Для стабилизации заряда в системе полупроводник – диэлектрик, плёнки Si₃N₄ обладают высокой плотностью ловушек для электронов. Существуют условия для перезарядки ловушек (прямое туннелирование) носителей из полупроводника на границу раздела SiO₂ – Si₃N₄ через тонкий слой окисла, поэтому толщина окисла должна быть 30 – 50 нм, это исключает возможность тунеллирования.)