y"> Послідовність операцій планарно-епітаксіальної технології виробництва біполярних напівпровідникових ІМС:
. Механічна обробка поверхні робочої сторони кремнієвої пластини р-типу до 14-го класу частоти і травлення в парах плавикової кислоти для видалення порушеного шару.
. Підбурювання оксиду і підготовка поверхні перед процесом епітаксіального нарощування.
. Формування епітаксіальної структури п-типу.
Епітаксия - це процес осадження атомарного кремнію на монокристаллическую кремнієву пластину, при якому отримують плівку, яка є продовженням структури пластини. При різних типах домішки в пластині і в вирощуваної плівці на кордоні їх розділу утворюється pn-перехід. Залежно від агрегатного стану джерела атомів напівпровідника і домішки для зростаючої плівки розрізняють епітаксії з газової, рідкої і твердої фаз.
Ми будемо використовувати газофазного епітаксії, як більш простий в умовах серійного і масового виробництва метод, що забезпечує високу якість епітаксіального шару в кремнієвої структурі.
Умови, що забезпечують досконалість структури епітаксіального шару:
1. хімічні реакції виділення атомів кремнію і домішки повинні бути гетерогенними;
2. необхідні висока температура пластини і обмежена швидкість осадження атомів, що забезпечують високу рухливість адсорбованих атомів на пластині;
. з поверхні пластини повинні бути усунені механічні пошкодження і різного роду забруднення.
При газофазной епітаксії атоми кремнію і?? Рімесі виділяються на пластині в результаті хімічних реакцій із з'єднань кремнію і легуючого елементу.
Для виділення кремнію з його сполук будемо використовувати реакцію відновлення:
SiCl 4 + H 2? Si? + HCl
При осадженні домішки, тобто атомів фосфору, використовуємо PCl 3:
PCl 3 + H 2? P? + HCl
Реакцію, що протікає на кордоні газоподібної і твердої фаз, можна умовно представити у вигляді наступних стадій:
. Перенесення речовин, що беруть участь у реакції, до поверхні пластини
. Адсорбція поверхнею реагуючих речовин
. Реакції на поверхні пластини
. Десорбція молекул побічних продуктів
. Перенесення побічних продуктів в основний потік газу
. Заняття атомами вузлів кристалічної решітки
Реалізуємо цю схему в установці з безперервною подачею робочої суміші через реактор - методом відкритої труби.
- Реактор; 2 - Тримач; 3 - Індуктор
Джерела кремнію SiCl 4 і фосфору PCl 3 - рідкі. Пристрій газорозподілу забезпечує подачу газів, необхідних для виконання повного циклу обробки. Водень грає роль реагенту, а також газу-носія для транспортування парів SiCl 4 і PCl 3. Азот застосовується для продування системи. Хлористий водень застосовується для травлення пластин. Вуглекислий газ застосовується для отримання плівки SiO 2 на поверхні епітаксіальної плівки. Кожен з газів подається з балона за окремою магістралі, щ...
