Analoq inteqral sxemləRin hazırlanma texnalogiyası



Yüklə 78,03 Kb.
tarix05.03.2018
ölçüsü78,03 Kb.

ANALOQ İNTEQRAL SXEMLƏR
1. İnteqral sxemlərin hazırlanma texnalogiyası

1.1. Silisium cihazlarının hazırlanma texnologiyasında əsas əməliyyatlar: Diodlar, tran­zistor­lar və inteqral sxemlər (İS) kimi müxtəlif silisium cihazlarının hazırlanması üçün aşağıdakı əsas əmə­liyyatlar istifadə olunur: 1) diffuziya (və ion aşqarlama), 2) oksidləmə, 3) fotolitoqrafiya, 4) qaz fazadan kimyəvi çökdürmə (o cümlədən epitaksial böyütmə), 5) metallaşdırma.

Sadalanan əməliyyatların köməyi ilə monokristal silisium lövhəsindən diskret cihazlar (yə­ni ayrı-ayrı diodlar və tranzistorlar) və İS almaq olar. Bir silisium lövhəsi üzərində onlarla, yüzlər­lə və hətta minlərlə diskret cihaz və ya İS yerləşdirilə bilər.

Ayrı-ayrı cihazların hazırlanması üçün lövhə1 kristallara bölünür. Sonra bu kristallar göv­dəyə2 yerləşdirilir. Gövdələrin və yığma üsullarının çox saylı növləri mövcuddur. Kristalların göv­dəyə yığılması iki məqsəd güdür: 1) kristalın xarici təsirdən qo­runması üçün onun hermetizasiyası, və 2) cihazın elektron sistemə qoşulması üçün istifadə olu­nan çıxıntıların köməyi ilə kristalın ayrı-ayrı hissələrinə müdaxilənin mümkünlüyünün təmin olunması.

Yuxarıda sadalanan əsas əməliyyatlar texnoloji sikl dövründə, adətən, bir neçə dəfə tək­rar­lanırlar, əsasən də İS halında, nə vaxt ki, fotolitoqrafiya, oksidləmə və diffuziya əməliyyatları 10 dəfəyə qədər təkrarlana bilər.



1.2. Silisium lövhənin hazırlanması

Silisium cihazların hazırlanması üçün, keçiricilik növü və aşqarlama səviyyəsi ilə fərqlə­nən monokristal silisium lövhəsindən istifadə olunur. Silisium lövhənin hazırlanması aşağıdakı əsas mərhələlərə bölünür: 1) kristalın aşqarlama ilə müşayiət olunan yetişdirilməsi, 2) külçənin ucları­nın kəsilməsi və onun hamarlanması3, 3) külçənin lövhələrə kəsilməsi, 4) külçənin emalı və löv­hə­lərə kəsilməsi, 5) lövhənin yuyulması. Aşağıda bu mərhələlərin qısa təsviri verilir.



1.2.1. Kristalın yetişdirilməsi4. Kristalın yetişdirilməsi prosesinin məqsədi müəyyən növ keçirici­liyə və müəyyən səviyyəli aşqarlanmaya malik monokristal silisium külçəsinin alınmasıdır. İlkin material kimi yüksək təmizliyə malik polikristal silisiumdan istifadə olunur. Bu materialın təmiz­liyi adətən 99,9999999 və ya 9 doqquzdan böyük olan rəqəmlə xarakterizə olunur. Bu rəqəm mil­yard silisium atomuna bir atom qatışıq konsentrasiyasına uyğundur. Vahid həcmdə () silisium atomu olur, ona görə də qatışığın atomlarının nisbi miqdarı onların mütləq konsentrasiyasına uyğun gəlir. Bu qalıq qatışıq, adətən akseptor atomların­dan, məsələn bor atomlarından ibarət olur və silisiumun, qatışığın göstərilən konsentrasiyasına uyğun xüsusi müqaviməti təqribən təşkil edir. Sənaye tərkibində rəqəmindən kiçik olan polikristallik silisium istehsal edir.

Monokristallik silisium külçəsi hazırlamaq üçün daha çox Çoxralski metodundan istifadə olunur.

Monokristallik silisium külçəsi almaq üçün, əsasən də çox yüksək xüsusi müqavimətə () malik olan material tələb olunduqda zonalar üzrə əridilmə metodu istifadə olu­nur.

Çoxralski və zonalar üzrə əridilmə metodları ilə alınan silisiumun parametrlərinin müqayisəsi cədvəl 1.1 –də verilir.


Zonalar üzrə əridilmə metodu, həmçinin silisiumun təmizlənməsi üçün də istifadə oluna bilər. Bu metod zonalar üzrə təmizləmə metodu adlandırılır.

1.2.2. Külçənin5 emalı və lövhələrə kəsilməsi. Yetişdirilmə prosesi qurtardıqdan sonra külçənin yuxarı və aşağı ucları kəsilir və səthi elə hamarlanır ki, onun diametri uzunluq boyunca eyni və verilmiş qiymətə (adətən 75, 100 və ya 125 mm) dəqiq bərabər olsun. Bundan əlavə külçənin yaradıcısı6 üzrə müstəvi hamarlanır ki, sonralar o kristollaqrafik oriyentasiyanın təyini üçün istifadə olunur.

Sonra külçə, paslanmayan poladdan hazırlanmış böyük diametrli diskşəkilli mişarın kö­məyi ilə lövhələrə kəsilir. Diskin daxili kəsən qırağı texniki almazla möhkəmləndirilir. Nə­ti­cədə qalınlığı 600-700 mkm olan lövhələr alınır (şək. 1.3). Oriyentasiya kəsiyi cihazların hazırlanması prosesində müxtəlif texnoloji əməliyyatların həyata keçirilməsi zamanı istifadə olunur.



1.2.3. Lövhənin cilalanması və yuyulması. Kəsmədən sonra alınan silisium lövhələr çox zədə­lənmiş səthə malik olur. Bu zədələnmələri kəsmə prosesinin özü yaradır. Belə lövhələr bir sıra cilalama əməliyyatları keçirlər. Bu əməliyyatların məqsədi aşağıdakılardır:

1. Silisiumun, kəsmə zamanı yaranan zədələnmiş qatının götürülməsi.

2. Fotolitoqrafiya üçün, əsasən də kiçik ölçülü elementlər tələb olunduğu zaman zəruri olan yük­sək dərəcəli yastılığa malik səthin alınması.

3. Fotolitoqrafiyanın müvəffəqiyyətlə həyata keçirilməsi üçün lövhənin iki əsas səthinin paralelliyinin təmin olunması.

Adətən lövhənin yalnız bir tərəfində tamamilə cilalanmış güzgü hamar səth yaradılır. Digər (əks) tərəf isə qaneedici yastılığın alınması üçün eləcə hamarlanır. Cilalanmanın son əməliyyatı kimi kimyəvi təmizləmədən istifadə olunur və bu zaman cilalanmanın əvvəlki əməliyyatlarında zədələnmiş nazik silisium qatı götürülür. Bəzən son işləmə kimi kimyəvi-mexaniki cilalamadan da istifadə olunur.

Cilalamanın bütün əməliyyatları yerinə yetirildikdən sonra lövhələr diqqətlə yuyulur və qurudulur, sonra onlar, cihazların hazırlanması üçün zəruri olan müxtəlif texnoloji proseslərin yerinə yetirilməsi üçün istifadə oluna bilər.


1.3. Diffuziya

Burada baxılan diffuziya prosesi bərk fazada qatışığın diffuziyasıdır. Bu prosesin köməyi ilə silisium lövhənin səthi qatına müxtəlif aşqarlayıcı qatışıqlar daxil oluna bilər. Diffuziyanın la­zımi sürətlə keçməsi üçün lövhənin temperaturu olmalıdır. Bu temperaturlar nə qədər yüksək olsa da, silisiumun ərimə temperaturundan () çox aşağıdır. Göstərilən tem­peratur diapazonunda müxtəlif qatışıqların silisiuma diffuziya sürəti tərtibdə, nü­fuzetmə dərinliyi isə, əksər diffuziya proseslərinin nəzərdə tutduğu həddində olur. Otaq temperaturunda diffuziya prosesi çox yavaş gedir və ona görə də qəbul etmək olar ki qatışığın atomları öz yerlərinə bərkidiliblər.

Çox kiçik atom və ya ion radiusuna malik aşqarlayıcı qatışıqlar (məsələn litium ) silisiumun atomları arasında (düyünlər arası) yerləşə bilər və ona görə də sürətlə diffuziya etmək qabiliyyətinə malik olur.
1.3.1. Diffuziyanın tənliyi. Diffuziya dedikdə atomların və ya digər hissəciklərin konsentrasiya qradiyentinin təsirindən yerdəyişməsi başa düşülür (şək. 1.8). xəttindən solda sağa nəzə­rən daha çox hissəcik olduğuna görə soldan sağa hərəkət edən hissəciklər seli yaranır. Qeyd et­mək lazımdır ki, bu qrafikdə konsentrasiya qradiyenti mənfidir və hissəciklər seli oxu üzrə istiqamətlənmişdir. Diffuziya selinin sıxlığı, yəni vahid sahəyə düşən selin kəmiyyəti hissəciklərin və ya atomların konsentrasiyasına mütənasibdir, . Mütənasiblik əmsalı daxil edərək Fikin birinci qanunu adlanan tənlik alırıq: , burada - diffuziya əmsalı; - elektronun yükü; - Bolsman sabiti; - mütləq temperatur; - eksponensial qabağı vuruq; - aktivasiya enerjisi olub elektron-voltlarla ölçülür. Silisium üçün diffuziantlardan əksəriyyətində (məsələn P, B, As və Sb) həddində olur. Beləliklə bütün ölçü vahidlərini yerinə qoyaraq alırıq

. (1.1)

Diffuziya əmsalı diffuziantdan, diffuziya həyata keçirilən materialdan asılı olub temperaturdan asılı olaraq eksponensial artır.

Şək. 1.9 - da göstərilən qatışıqların diffuziya əmsallarının temperatur asılılıqları verilmiş­dir. Qeyd edək ki, əgər diffuziya əmsalı üçün loqarifmik şkala, temperatur üçün isə əks tempera­tur şkalası istifadə olunarsa, temperatur asılılıqları düz xətt kimi təsvir olunar.

Diffuziya prosesinin təsviri üçün istifadə olunan ikinci münasibət arasıkəsilməzlik tənliyidir



. (1.2)

Bu tənlik faktiki olaraq kütlənin saxlanma qanununu əks etdirir. O göstərir ki, verilmiş həcmdə atom­ların və ya hissəciklərin sayının dəyişmə sürəti , bu həcmə istiqamətlənmiş hissəcik­lər selinin sürəti ilə bu həcmdən çıxan hissəciklər selinin sürəti fərqinə bərabərdir.



Fikin birinci qanunu ilə arasıkəsilməzlik tənliyini birləşdirərək Fikin ikinci qanununu alarıq

. (1.3)

Bu diferensial tənliyi uyğun sərhəd şərtlərində həll edərək, diffuziantın atomlarının pay­lanma profilini taparıq. Bərk fazada qatışıqların diffuziyası üçün sərhəd şərtlərinin iki nö­vü praktiki maraq kəsb edir: 1) sabit səth konsentrasiyası halında diffuziya və 2) məhdud mənbədən diffuziya.



1.3.2. Sabit səth konsentrasiyası halında diffuziya. Əvvəlcə sabit səth konsentrasiyası halında diffuziyaya və ya "sonsuz mənbədən" diffuziyaya baxaq. Bu halda səthdə () diffuziantın konsentrasiyası sabit hesab olunur, yəni . Bu hal üçün doğru olan digər sərhəd şərti ondadır ki, halında diffuziantın konsentrasiyası sıfıra yaxınlaşır. Fikin ikinci tənliyinin bu sərhəd şərtləri daxilində həlli aşağıdakı görünüşə malik olur

, (1.4)

burada - sabit səthi konsentrasiya, - səthdən () materialın dərinliyinə məsafə, - diffuziya vaxtı, - riyazi funksiya olub səhvlər inteqralına əlavə adlandırılır.

Şək. 1.10-da səhvlər inteqralına əlavə funksiyasının qrafiki verilmişdir. halında , halında isə , həmdə artdıqca sürətlə azalır.

Borun ( – tipli qatışığın) fosforla aşqarlanmış - tipli əsasa diffuziyası halı üçün qatışığın funksiyası ilə ifadə olunan paylanma profili şək. 1.11 – də göstərilmişdir. Diffuziya edən borun konsentrasiyası halında əsasdakı fosforun konsentrasiyasına bərabər olur. Borun (akseptor qatışığının) konsentrasiyası oblastında fosforun (donor qatışığının) konsentrasiyasından yuxarıdır və ona görə də bu oblast – tipli keçiriciliyə malikdir. Donorların konsentrasiyası oblastında akseptorların konsentrasiyasından yuxarıdır və ona görə də bu oblast – tipli keçiriciliyə malik olur. Beləliklə, müstəvisində əsasən – tipli oblastdan əsasən – tipli oblasta keçid baş verir. Başqa sözlə, koordinatı keçidin vəziyyətinə uyğun gəlir.


Beləliklə, diffuziya nəticəsində keçid yaranır. Diffuzion – qatında aşqarlama səviyyəsi nisbətən yüksək olduğuna görə (əsasən də səthin yaxınlığında, harada qatışığın konsentrasiyası təşkil edə bilər) bu qatı – oblast adlandırmaq olar. Adətən səthi konsentrasiya qatışığın bərk fazalı silisiumda həll olma həddi ilə təyin olunur. Müxtəlif aşqarlama qatışıqlarının bərk fazalı silisiumda həllolma temperatur əyriləri şək. 1.12 – də verilmişdir. Adi diffuziya temperatur diapazonunda () borun silisiumda həllolması həddində olur.


Diffuziyanın müxtəlif davametmə müddətləri üçün bir sıra diffuziya profilləri şək. 1.11 – də verilmişdir. Əgər keçid nöqtəsində yerləşirsə, onda

, (1.5)

burada - əsasda qatışığın konsentrasiyasıdır. Buradan görünür ki, keçidin dərinliyi diffuziya vaxtının kvadrat kökünə mütənasibdir.


Tipik misal. Fosforla aşqarlanmış -tipli silisiumdan ibarət əsasa temperaturda və sabit səthi konsentrasiya şəraitində borun diffuziyası. Fərz edək ki, əsasda qatışığın konsentra­siyası təşkil edir (bu xüsusi müqavimətə uyğun gəlir). tempera­tur­da borun bərk fazada silisiumda həllolunmağı7, təqribən , borun silisiuma diffuziya əm­salı isə təşkil edir. Keçid nöqtəsində səhv funksiyasına əlavə üçün tapırıq. Şək.1.10-dan təyin edirik . Buradan tapırıq: . olduğu üçün . Beləliklə temperaturda 1 saat müddətində dərinliyində keçid almaq olar. dərinliyində keçid almaq üçün diffuziya vaxtı tələb olunur. Beləliklə, dərində yerləşən keçidlərin alınması çox böyük diffuziya vaxtı tələb edə bilər.

1.3.3. Sabit səth konsentrasiyası halında diffuziyanın aparılması üçün istifadə olunan texnoloji proseslər. Diffuziyanın müxtəlif proseslərinin və oksidləmənin həyata keçirilməsi üçün rezistiv qızdırıcıya malik boru şəkilli peçdən istifadə olunur. Belə peç uzun (2-3m) bir-başa deşiyə malik olur və bu deşiyə diametri 100-150 mm olan kvars boru qoyulur (şək. 1.13). Borunun daxilində temperatura yüksək dəqiqliklə nəzarət olunur və bununla da uzunluğu 1m olan "isti" zonada temperaturun verilmiş qiymətinin dəqiqliyi ilə bərabər paylanması təmin olunur. İşlənməsi nəzərdə tutulan silisium lövhələr kvars tutucunun və ya "qayıqcığın" paralel yerləşən pazlarına vertikal şəkildə yerləşdirilir. Sonra isə "qayıqcıq" kvars boruya daxil edilir.

Borudan müxtəlif qazlar buraxılır və qaz selinin sürətinə nəzarət olunur. Qaz selini əsasən azot təşkil edir, hansı ki, təsirsiz qaz olub qaz daşıyıcısı, yəni digər, daha aktiv qazlar üçün durulducu (zəiflədici) kimi istifadə olunur. Azot ümumi qaz selinin 90 faizdən 99 faizinə qədər təşkil edir. Qaz selinin qalan hissəsi oksigenin və tərkibində aşqarlayıcı qatışıqlar olan birləşmələrin payına düşür. Borun diffuziyası üçün adətən (diboran) və (üçbromid bor) istifadə olunur.

Silisium lövhənin səthində eyni zamanda aşağıdakı reaksiyalar baş verir:



(kvars şüşəsi), (1.6)

(bor şüşəsi) , (1.7)

və ya


(bor şüşəsi) , (1.8)

Bu qaz fazadan kimyəvi oturulma prosesidir və nəticədə silisiumun səthinə, kvars şüşəsi ilə bor şüşəsinin qatışığı olan və borosilikat şüşəsi (BSŞ) adlandırılan şüşəvari qat oturur. BSŞ qatı (şək. 1.14) diffuziya temperaturunda yapışan maye kimi olur və bor atomları bu qatda nisbətən asan yerini dəyişə bilir. Bundan əlavə BSŞ-də borun konsentrasiyası elədir ki, silisiumun səthi borla doyur, və bütün diffuziya prosesi dövründə silisiumun səthində borun konsentrasiyası, silisiumun bərk fazada boru həlletmə qabiliyyətinin hədd qiymətinə bərabər olur, o şərtlə ki, səthdə BSŞ qatı qalır.

Fosforun diffuziyası üçün (fosfin) və (oksixlorid fosfor) kimi birləşmələr­dən istifadə olunur. istifadə olunduğu hallarda silisium lövhənin səthi yanında aşağıdakı reaksiyalar baş verir:

(kvars şüşəsi), (1.9)

(fosfor şüşəsi) . (1.10)

Nəticədə silisiumun səthinə, kvars şüşəsi ilə fosfor şüşəsinin qatışığı olan və fosforosilikat şüşəsi (FSŞ) adlandırılan şüşəvari qat oturur. Diffuziya temperaturunda bu şüşə yapışan maye kimi olur. Belə şüşəvari qatda fosforun miqdarı və fosfor atomlarının mütəhərrikliyi, bütün diffuziya pro­sesində fosforun konsentrasiyasını silisiumun səthi yaxınlığında, silisiumun bərk fazada fosforu həlletmə qabiliyyətinin hədd qiymətinə uyğun səviyyədə saxlamağa imkan verir. Digər aşqarlayıcı qatışıqların (məsələn мышьяк) diffuziyası zamanı da analoji proseslər baş verir.

Sabit səthi konsentrasiya halında diffuziya nəticəsində aşqarlayıcı qatışığın atomları silisium səthi qatının 0,3 mkm-dan 3,0 mkm-ə qədər dərinliyinə yeridilir. Bu növ diffuziyanı çox halda "yeridilmə8" adlandırırlar.

1.3.4. Diffuziyanın ikinci mərhələsi. Yeridilmədən sonra diffuziyanın ikinci mərhələsi başlayır. Əvvəlcə xarici aşqarlayıcı mənbə, yəni şüşəvari qat götürülür. Beləliklə diffuziyanın bu mərhələsində silisiuma qatışığın əlavə atomları daxil olmur, daxil olmuş atomlar isə daha dərinlərə hərəkət edir və bununla da profil dəyişir. Keçidin dərinliyi artır və, eyni zamanda qatışığın səthi konsentrasiyası azalır. Belə diffuziya məhdud mənbədən diffuziya adlandırılır.

Qatışığın məhdud mənbədən diffuziya halında alınan paylanma profilini tapmaq üçün Fikin ikinci tənliyini diffuziantın ümumi atom sıxlığının (yəni, diffuziantın vahid səthə düşən atomlarının sayının) sabit qaldığı sərhəd şərti daxilində həll edilməsi tələb olunur. Bu şərti riyazi olaraq aşağıdakı kimi təsvir etmək olar, , burada - diffuziantın atomlarının səthi sıxlığıdır. Onu başqa cür də yazmaq olar. Silisium lövhənin sərhədindən () keçən kristala və ya kristaldan diffuziant atomları seli olmadığına görə Fikin birinci qanunundan alırıq, . Eyni sərhəd şərti daxilində Fikin ikinci tənliyini həll edərək qatışığın paylanmasının nəticəsini aşağıdakı kimi alırıq



. (1.11)

Bu Haus paylanması olub normalaşdırılmış formada şək. 1.10 – da verilmişdir. Qeyd edək ki, diffuziantın səthi konsentrasiyası ifadəsi ilə təyin olunur və, uyğun olaraq, diffuziya prosesində sabit qalmayaraq azalır. Həmçinin diqqət ayırmaq lazımdır ki, qatışığın konsentrasiyasının paylanma əyrisinin meyli səthin yanında () sıfıra bərabərdir, yəni Haus paylanması razqonka mərhələsində həqiqətən sərhəd şərtini ödəyir.


1.3.5. Səthi müqavimət. Diffuziya qatlarının qiymətləndirilməsi və xarakteristikası üçün iki əsas parametrdən istifadə olunur: keçidin dərinliyi və səthi müqavimət . Material qatının (şək. 1.17a) müqaviməti kimi tapılır, burada -qatın orta xüsusi müqaviməti, , - qatın uyğun olaraq uzunluğu, qalınlığı və enidir.

Əgər olarsa nümunə kvadrat forması alır və müqavimət üçün ifadə aşağıdakı kimi olur



. (1.13)

Göründüyü kimi kvadrat formalı nümunənin müqaviməti xətti ölçülərdən asılı olmur. Bu kəmiyyəti səthi müqavimət adlandırır və bir çox hallarda ilə ifadə edirlər. Beləliklə, material qatının müqaviməti səthi müqavimət ilə ifadə oluna bilər



. (1.14)

Nazik qatların, o cümlədən diffuziya qatlarının səthi müqavimətinin ölçülməsi üçün şək. 1.17-də verilən dördzondlu qurğudan istifadə olunur. Əgər qatın qalınlığı zondlar arası məsafə ilə müqayisədə kiçik, yəni olarsa, və nümunənin kənarı zondlardan kifayət qədər böyük məsafədə yerləşirsə, onda səthi müqavimət təqribi ifadəsi ilə hesablana bilər. Cərəyan iki xarici zonddan buraxılır, gərginlik düşküsü isə iki daxili zond arasında yüksək daxili müqavimətə malik voltmetrlə ölçülür. Cərəyanın buraxılması və gərginliyin ölçülməsi üçün müxtəlif zond cütlərindən istifadə olunduğuna görə zondların kontakt müqaviməti ölçmənin nəticəsinə təsir etmir. Belə dördzondlu başlıq müxtəlif növlü diffuzion qatların səthi müqavimətlərinin, həmçinin silisium lövhələrin xüsusi müqavimətlərinin ölçülməsi üçün istifadə oluna bilər.

Diffuzion qatların səthi müqavimətlərinin qiymətləri adətən intervalında olur. Baza diffuziyası zamanı alınan qatın səthi müqaviməti , emitter diffuziyalı -qat - cəmi təşkil edir. Şək. 1.18, a v б - də verilən qrafiklər qatışığı uyğun olaraq Haus paylanmalı -tipli və - funksiya üzrə paylanmalı -tipli diffuzion qatların səthi müqavimətlərini təyin etməyə imkan verir. Monokristallik silisiumun xüsusi müqavimətinin qatışığın qatışığın konsentrasiyasından asılılığının qrafiki şək.1.18, в-də verilmişdir.




1.3.6. İon aşqarlama9. Ion aşqarlamanın köməyi ilə qatışıq atomlarını silisium lövhənin nazik səthi qatına daxil etmək olar. Bununla da bu üsul diffuzion "yeritmənin" əvəzinə istifadə oluna bilər. İon aşqarlamanı həyata keçirmək üçün silisium lövhələr vakuum kamerada yerləşdirilir və onların səthi aşqarlayıcı qatışığın yüksəkenerjili ionlar dəstəsi ilə skanerlənir (şək. 1.19).


1.4. Oksidləmə

Silisiumun təmiz səthi hava mühitinə düşən kimi onun üzərində, reaksiyası nəticəsində nazik oksid qatı yaranır. Qalınlığı 2-3nm olan bu nazik oksid qatı özəl oksid10 adlandırılır. Oksidləşmə prosesinin baş verməsi üçün silisium və oksigen atomları öz aralarında reaksiya verməlidir. Nəticədə formalaşan qatı sıx, fasiləsiz müdafiə pərdəsi olur və sonrakı oksidləşməyə mane olur. Uyğun olaraq oksidləşmə özünüməhdudlayan prosesdir. Dioksid silisium qatı iki məqsəd üçün istifadə olunur:

1. Diffuziya və ya implantasiya zamanı müəyyən konfiqurasiyaya malik diffuziya və ya ion-aşqarlanmış oblastların alınması üçün maska kimi;

2. Yarımkeçirici cihazların səthində müdafiə və ya passivləşdirici qat kimi. Belə məqsədlər üçün istifadə olunan nəzərdə tutulan təbəqələrin qalınlığı 500-1000nm olmalıdır. Qalınlığı göstərilən həddə olan təbəqələrin alınması üçün termik oksidləşmə prosesindən istifadə olunur.



1.4.1. Oksidin maska kimi istifadə olunması. Oksid qatı diffuziya və ya ion implantasiyası prosesində silisiumun onun altında yerləşən səthini maskalamaq üçün istifadə oluna bilər. Fotolitoqrafik emalın köməyi ilə oksidin müəyyən hissələrini kənarlaşdırmaq və silisiumun səthini açan “pəncərələr” formalaşdırmaq mümkündür. Diffuziya və ya ion implantasiyası prosesində qatışıqlar silisiuma pəncərələrdən daxil olur, səthin qalan hissəsi isə müdafiə olunmuş olur. Bu yolla alınmış aşqarlanmış oblastlar şəkli oksiddə formalaşdırılmış pəncərələrin şəklini təkrarlayır. Bu “lokal” aşqarlama texnologiyası mikroskopik ölçülərə malik bərk gövdəli elektron cihazların istehsalında əsas rol oynayır.

1.4.2. Planar cihazların passivasiyası üçün oksidlərin istifadə olunması. Oksid pəncərədən diffuziya yolu ilə alınmış - keçidin en kəsiyi şək. 1.27 – də göstərilmişdir. Diffuziya izotrop proses olduğuna görə o yalnız səthə perpendikulyar istiqamətdə deyil, həm də yan istiqamətlərdə həyata keçir. Keçidin vertikal istiqamətdə dərinliyi , pəncərənin kənarından keçidin oksidin altında yerləşən yan sərhəddinə qədər olan məsafə isə kimi göstərilmişdir. Bu kəmiyyətlər öz aralarında münasibəti ilə bağlıdır.

Şəkildən göründüyü kimi keçidin silisiumun səthinə çıxma yeri termik yetişdirilmiş oksid təbəqəsi altında, həm də pəncərənin kənarından kifayət qədər uzaqda yerləşir. Oksid qatı keçidi müxtəlif xarici təsirlərdən qoruyur. Ona görə də belə oksid passivləşdirici11 adlandırılır. Həmçinin görünür ki, keçidin səth ilə kəsişmə xətti bir həndəsi müstəvidə yerləşir, ona görədə belə keçid planar adlandırılır. Bu zaman keçidin özü yastı olmur.

Oksiddə pəncərə şəkli almaq üçün fotolitoqrafiya prosesinə daxil olan bir sıra texnoloji əməliyyatlar tələb olunur.



1.4.3. Yüksək təzyiqdə oksidləmə. Atmosfer təzyiqindən çox-çox böyük təzyiqlərdə termik oksidləmənin sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq mümkündür. Oksid təbəqəsində oksidləşdiricinin molekulalarının diffuziya sürəti xarici təzyiqə mütənasibdir. Məsələn 10 atm təzyiqdə diffuziya sürəti 10 dəfə artır, deməli oksidləmə vaxtı elə o qədər azaldıla bilər. Əksinə, oksidləmə vaxtını dəyişmədən prosesin aparılma temperaturunu əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq mümkündür.

1.5. Fotolitoqrafiya.

Fotolitoqrafiyanın köməyi ilə silisium lövhənin səthində mikroskopik ölçülü elementlərə malik sxem və ya cihazların şəklini almaq olur. Bu zaman sahəsi 1sm x 1sm olan kristal üzərində 10 000-ə qədər tranzistor yerləşdirilir.

Fotolitoqrafiya prosesi bir sıra texnoloji əməliyyatlar ardıcıllığından ibarətdir. 1. Sentrifuqada fotorezistorun hazırlanması. 2. İlkin qurudulma. 3. Birgələşdirmə və eksponerləmə. 4. Aş­qar­la­ma12. Neqativ və pozitiv fotorezistorlar. 5. Fotorezistorun qurudulması. 6. Oksidin travleniyası. 7. Fotorezistorun götürülməsi13.

1.6. Qaz fazadan kimyəvi çökdürmə

1.6.1. Silisium iki oksidin çökdürülməsi: . 1.6.2. Silisium nitratın çökdürülməsi: . 1.6.3. Silisiumun epitaksial böyüdülməsi (layların epitaksial çökdürülməsi). 1.6.4. Heteroepitaksiya.



1.7. Metallaşdırma

Kontakt meydançaları.



Məsələlər

1.1. Verilir: Fosfor, xüsusi müqaviməti olan - tipli (bor ilə aşqarlanmış) silisiuma sabit səthi konsentrasiya və 1150 temperatur şəraitində 60 dəqiqə müddətində diffuziya edir. Fosforun səthi konsentrasiyası ərimə həddinə uyğundur. Tapmalı: a) fosforun səthi konsentrasiyasını (cavab: ); b) fosforun diffuziya əmsalını (cavab: ); c) əsasda14 qatışığın konsentrasiyası (cavab: ); d) keçidin dərinliyini (cavab: ); e) 15 dəqiqə diffuziya vaxtında keçidin dərinliyini (cavab: ); f) 2 saat diffuziya vaxtında keçidin dərinliyini (cavab: ); f) almaq üçün zəruri olan diffuziya vaxtını (cavab: 7,3 saat).

1.2. Verilir: Bor məhdud mənbədən xüsusi müqaviməti olan - tipli silisiuma 1150 temperatur şəraitində 90 dəqiqə müddətində diffuziya edir. Zaqonkadan sonra bor atomlarının səthi sıxlığı .

Tapmalı:

a) borun diffuziya əmsalı (cavab: );

b) əsasda qatışığın konsentrasiyası (cavab: );

c) keçidin dərinliyi (cavab: );

d) diffuziyadan sonra borun səthi konsentrasiyası (cavab: );

e) diffuziya qatının orta keçiriciliyi (cavab: );

j) diffuziya qatı əsasında hazırlanmış və xətti ölçüləri olan rezistorun müqaviməti (cavab: ).



1 Пластина, plate

2 Корпус; frame, case, body

3 Шлифовка; grinding, polishing

4 Выращивания; growing, growth, nurture

5 Слиток – ingot, bar

6 образующая

7 растворимость

8 Загонка

9 Легирование; alloyage метал., alloying

10 Собственный окисел

11 Пассивирующий

12 Проявление, development

13 Снятие; taking down; raising

14 Подложка, substrate


: D MAQ radio -> muasir an sx pr
muasir an sx pr -> 11. Aşağı gərginlikli qidaya malik mikrosxemlərin layihələndirilməsi problemləri
D MAQ radio -> 7. Peyk radiorabitə şəbəkələri Peyk rabitə şəbəkələrinin qurulmasının ümumi müddəaları
D MAQ radio -> 5. Peyk rabitə sistemləri və onların xüsusiyyətləri Peyk Rabitə Sistemlərinin klassifikasiyası
D MAQ radio -> 9. thuraya peyk rabitə sistemi «Thuraya Satellite Telecommunications Company»
D MAQ radio -> 9. Radiorabitə sistem və şəbəkələrinin layihələndirilməsi və istismari wlan şəbəkələrin layihələndirilməsi
muasir an sx pr -> Analoq inteqral sxemlr inteqral sxemlYrin hazırlanma texnalogiyası
muasir an sx pr -> Optoelektron İS
muasir an sx pr -> 12. Analoq və analoq-rəqəm mürəkkəb funksional blokların mikrosxematexnikası


Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə