ля їх створення можна використовувати метод реактивної дифузії в кремній кисню або парів води. В результаті цієї дифузії, проведеної при високих температурах, і хімічних реакцій окиснення на поверхні кремнію утворюється плівка SiO 2 . Метод отримав назва термічного окислення кремнію.
Швидкість окислення відповідає двом законам: лінійному для більш тонких плівок і параболическому для товстих плівок.
Для теоретичного обгрунтування було запропоновано безліч моделей, заснованих на об'ємної дифузії заряджених частинок або нейтральних пар, а також ефектах тунелювання електронів, кінетиці адсорбції, освіти просторового заряду, зміну граничних концентрацій дифундуючих частинок в залежності від товщини плівки та багатьох інших.
Одним з приладів, в яких використовуються надтонкі шари двоокису кремнію товщиною 2 - 5 нм є енергонезалежні елементи пам'яті. Зазвичай для цих цілей у застосовується багатошарова структура метал - нітрид кремнію - двоокис кремнію - кремній (МНОП транзистор). SiO2 в даній системі дозволяє провести контрольовану інжекцію заряду в нітрид кремнію при подачі високого потенціалу на затвор транзистора (цикл запису або стирання інформації) і перешкоджає розтіканню цього заряду у відсутності потенціалу на затворі (зберігання інформації).
Товсті окисні плівки отримують, як правило, у вологій атмосфері при підвищеному тиску. За своїми властивостями вони більш пористі, мають менші значення напруженості пробою. Такі плівки використовуються в біполярної технології для створення окисної ізоляції і в МОН технології - для вирощування товстих ізолюючих шарів. Верхня межа по товщині для термічного окислення становить 1-2 мкм. Плівку такої товщини отримують при тиску 2 * 10 6 Па при окисленні в парах води і температурі 900 Вє С протягом 1 - 2 годин.
Основними контрольованими параметрами плівок є: коефіцієнт заломлення, хімічний склад плівки, пористість, щільність, швидкість травлення, напруженість поля пробою.
Характеристиками плівок SiO 2 є: питомий опір, напруженість поля пробою (електрична міцність). Маскувальні властивості визначаються коефіцієнтом дифузії основних донорних і акцепторних домішок у SiO 2 і Si.
Товщину плівок SiO 2 зазвичай визначають колірним методом. При висвітленні пластини кремнію з плівкою SiO 2 на поверхні рівномірним нормально падаючим білим світлом забарвлення плівки створюється тією частиною спектру випромінювання, що не послаблюється при інтерференції.
Процес термічного окислення включає в себе дифузію окислювача з газового середовища до поверхні підкладки - потік F 1 , дифузію окислювача через вже виріс шар SiO 2 - потік F 2 - і хімічну реакцію на межі розділу SiO 2 -Si - потік F 3 . У стаціонарному стані забезпечується рівність цих потоків.
Питання № 3. p> Що собою представляють ізолюючі області ізопланарной транзистора і яким способом їх створюють?
Основними методом ізоляції елемента сучасних біполярних мікросхем є - метод комбінованої ізоляції, що поєднує ізоляцію діелектриком (діоксидом кремнію) і р-n - переходом, зміщеному у зворотному напрямку.
Існує велика кількість різновидів біполярних мікросхем з ізолюючою ізоляцією.
Широке поширення набули мікросхеми, створювані за ізопланарной технології.
Послідовність формування епітаксійних-планарної структури:
а-вихідна пластина; б-підбурювання оксиду, підготовка поверхні; в-епітаксіальне нарощування n-шару, окислення поверхні; пана розтин вікон в оксиді під ізолюючу (Розділову) дифузію домішки; д - дифузія акцепторної домішки, окислення поверхні; е - готова структура після формування дифузійних базових і емітерний областей, а також отримання межз'єднань.
В
Рис. 1. br clear=all>
Щоб отримати найпростішу епітаксійних-планарную структуру, в якості вихідної заготовки використовують монокристаллическую пластину кремнію, рівномірно леговану акцепторної домішкою. Для нанесення епітаксіального шару на одну зі сторін пластини її звільняють від оксиду і ретельно очищають (Рис.1), після чого проводять осадження монокристалічного шару кремнію n-типу. Далі поверхню пластини окислюють і методом фотолітографії розкривають вікна у вигляді вузьких замкнутих доріжок, відповідних контуру колекторних і ізолюючих областей ПМС. Проводячи через вікна дифузію акцепторної домішки до змикання її з р-областю, отримують таким чином ізольовані один від одного острівці рівномірно легованого епітаксійного n-кремнію. Розглянутий процес дифузії називають ізолюючої або розділювальної дифузією. У отриманої на даній стадії заготівлі (рис.1, д) надалі формують базові та емітерний області (дифузійним методом), а також контакти і межз'єднань.
Послідовність формування ізольованих областей в ізопланарной структурі:
В
Рис.2. <...
