- •1 Тема урока: «Общая безопасность труда при производстве полупроводниковых приборов».
- •Меры безопасности при производстве германия и кремния.
- •2. Тема урока: Безопасность труда при механической и ультразвуковой обработке полупроводниковых приборов.
- •Резку монокристаллических слитков на пластины и пластины на кристаллы.
- •Шлифование и полирование пп.П.
- •3 Безопасность труда при химической обработке полупроводниковых материалов.
- •4 Безопасность труда при фотолитографии.
- •5 Безопасность труда при получении полупроводниковых структур.
- •6.Безопасность труда при сборке и герметизации полупроводниковых приборов.
- •Безопасность труда при гальванических работах.
5 Безопасность труда при получении полупроводниковых структур.
Полупроводниковые структуры получают диффузией, эпитаксией, напылением, ионным легированием, лазерным скрайбированием.
Диффузия примесей необходима для получения п.п. кристалла с определенными электрофизическими свойствами.
Используют три способа диффузионного процесса:
1 – в открытой трубе в атмосфере инертного газа
В кварцевой трубе создают специальными печами 2 зоны с разной температурой, в зоне с меньшей температурой находится тигель с диффузантом, в зоне с большей температурой – лодочка с п.п.п.. Через трубу в направлении от диффузанта к пластинам пропускают инертный газ, который захватывает пары диффузанта и переносит их к п.п.п.
2 – на воздухе.
Проводят в однозонных печах на пластинах, предварительно прошедших диффузионную загонку примеси в открытой трубе или с нанесенным на их слоем стеклообразного диффузанта.
3 – в запаянной кварцевой ампуле.
П.П.П. помещают вместе с определенным количеством диффузанта внутрь ампул, откачивают из них воздух и герметично запаивают, после чего помещают в однозонные печи с определенной температурой.
Диффузантами служат различные вещества:
Твердые (бор, алюминий, галлий, мышьяк, сурьма…)
Жидкие (треххлористый фосфор, бор, мышьяк, галлий, хлорокись фосфора…)
Газообразные (диборан, фосфин, арсин, стибин…)
Наибольшую опасность для оператора представляют жидкие и газообразные диффузанты, которые могут испаряться и попадать в атмосферу рабочего помещения.
Из жидких диффузантов наиболее опасен хлорокись фосфора. Она ядовита и вызывает раздражение слизистой оболочки, боль в глазах, сухой кашель, слабость и сердечные расстройства. Действие на кожу вызывает ожоги. ПДК<0,001мг/м³.
Газообразные диффузанты: диборан, фосфин, арсин, стибин являются сильными ядами, которые действуют на нервную систему, кровеносные сосуды, органы дыхания, почки, нарушают обмен веществ. ПДК<0,05мг/м³.
При работе с ними необходимо наличие вытяжной вентиляции, герметичной системы трубопроводов, постоянный контроль концентрации вредных веществ в атмосфере рабочих помещений с помощью индикаторной бумаги. Запрещается принимать пищу на рабочих местах. Диффузионные печи должны быть оборудованы местными вытяжными устойствами. Выброс гидридов в атмосферу может производиться только через поглотитель.
Все работающие должны быть обеспечены промышленными противогазами соответствующей марки.
Эпитаксия процесс осаждения монокристаллических п.п пленок на монокристаллические пластины. При эпитаксии опасными для работающих являются: токсичные химические вещества, нагреватели ТВЧ и пожаро – взрывоопасные материалы.
Установки эпитаксиального наращивания оборудуют индивидуальными местными вытяжными системами.
Перед началом работы все системы газораспределения проверяют на герметичность во избежании подсоса воздуха в рабочую камеру или утечки водорода из газовых коммуникаций, т.к. в случае подсоса воздуха в реактор или утечки водорода может произойти взрыв из-за образования взрывоопасной смеси.
Высокочастотный генератор экранируют, а токоведущие части нагревательного индуктора ограждают специальными защитными устойствами. Необходимо правильно размещать, устанавливать и пользоваться в процессе работы болонами с газами и газовыми смесями; выполнять меры предосторожности при работе на водородных печах.
При утечке хлористого водорода из газовых коммуникаций все вентили должны быть перекрыты. Устранять неисправность нужно в противогазе и резиновых перчатках. Проверять герметичность с помощью аммиака.
При напылении на электронно-лучевых установках источниками опасности являются:
Высокое напряжение
Рентгеновское, световое и ультрафиолетовое излучение
Движущие части вакуумных насосов, шум насосов
Газы от действия электронного луча на обрабатываемый материал.
К наладке и эксплуатации ЭЛУ можно допускать только лиц, сдавших экзамены по ТБ при работе на оборудовании с напряжением свыше 1000В.
Должны быть ограждения и блокировка снятия напряжения при открывании крышек и кожухов, блокировка вакуумных систем. Защиту от рентгеновского излучения следует проводить по всем правилам эксплуатации рентгенкабинетов.
Световое и ультрафиолетовое излучения необходимо ослаблять светофильтрами или защитными очками.
Движущиеся части форвакуумного насоса должны иметь охранное ограждение с блокировкой.
Смотровые окна должны быть снабжены свинцовыми стеклами с соответствующей системой светофильтров.
Ионное легирование позволяет создать в объеме п.п.п. активные и пассивные локальные участки.
При работе на установках ионного легирования опасность представляет высокое напряжение 50-100)кВ. Весь комплекс оборудования должен иметь ограждение не ниже 2,5м. Должна быть предусмотрена одна дверь, имеющая механическую и электрическую блокировки.
Обслуживающий персонал должен иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3, знать электрические и вакуумные системы, иметь исправные СИЗ (диэлектрические боты, перчатки, коврики, съемники остаточного заряда) и противопожарной защиты.
Перед включением высокого напряжения необходимо проверить состояние механической и электрической блокировок, удалить людей из высоковольтного блока и закрыть дверь. Вакуумное оборудование должно быть снабжено независимыми цепями электропитания, защиты и сигнализации. Ежедневно перед включением высокого напряжения следует проверить контакты заземлителя и ежемесячно протирать высоковольтные изоляторы трансформаторов.
При работе с оптическими квантовыми генераторами (лазерное скрайбирование, микрофрезирование, сварка с помощью луча ОКГ оптических квантовых генераторов) основным очагом опасности является световой луч т.к. прямое попадание луча в глаз оператора приводит к поражению сетчатой оболочки. Зеркальное отражение луча также опасно, как и прямое его действие. Необходимо проводить экранирование луча металлическими заслонками. В жидкостных ОКГ опасность представляют агрессивные и токсичные жидкости, поэтому необходимо следить за исправностью систем трубопроводов при эксплуатации установок ОКГ.
При проведении резки, сверления, микрофрезирования, сварки с использованием ОКГ воздушная среда загрязняется аэрозолями обрабатываемых материалов, воздух загрязняется окисью углерода, озона, окислами азота, бромом, хлором и другими вредными веществами. Необходима вытяжная вентиляция. Перед началом работы необходимо осмотреть защитные ограждения, заземление, проверить токоведущие части и оптическую систему.
Контрольные вопросы.
Какие правила безопасности необходимо выполнять при работе на диффузионных установках.
Назовите основные способы проведения диффузии.
Какие вещества являются диффузантами.
Назовите свойства вредных веществ, используемых при диффузии.
В чем состоит опасность для оператора при работе с дибораном, фосфином, арсином, стибином.
Какие вредные вещества используют при эпитаксиальном процессе.
Какие требования безопасности труда надо выполнять при получении эпитаксиальных пленок.
Каким устройством оборудуют установки эпитаксиального наращивания.
Каким газом проверяют герметичность газовых коммуникаций.
Какие требования предъявляются к оборудованию при проведении процессов диффузии и эпитаксии.
Какие виды опасности могут быть при работе на электронно-лучевых установка.
Назовите основные участки электрооборудования для ионного легирования, которые могут быть опасными.
С какой квалификационной группой по электробезопасности допускаются к работе на установках ионного легирования
Перечислите СИЗ.
Что является основным очагом опасности при работе с ОКГ.