15 | 07 | 2019
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3923
Просмотры материалов : 9809071

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 30 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Полупроводниковые технологии изготовления PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.01.2017 07:54

Полупроводниковые технологии изготовления

Глава 2 - Твердотельный Теория устройства


Производство только полупроводников на основе кремния описывается в данном разделе; большинство полупроводников является кремний. Кремний является особенно подходящим для интегральных схем, поскольку она легко образует оксидного покрытия, полезные в структурирование интегрированных компонентов, таких как транзисторы.

Кремний является вторым наиболее распространенным элементом в земной коре в виде диоксида кремния, SiO 2, иначе известный как кварцевого песка. Кремний освобождается от диоксида кремния путем восстановления углеродом в электрической дуговой печи

  SiO 2 + С = СО 2 + Si 

Такой металлургий сорт кремния пригоден для использования в кремнистой стали трансформаторные ламинаций, но не достаточно чистым для полупроводниковых приложений. Превращение в хлорангидрид SiCl 4 (или SiHCl 3) позволяет очистку путем фракционной перегонки. Снижение по сверхчистой цинка или магния урожайности губки кремния, требует дополнительной очистки. Или, термическое разложение на горячем поликристаллического кремния нагревателя стержню выходом водорода сверхчистого кремния.

  Si + 3HCl = SiHCl 3 + H 2 SiHCl 3 + H 2 = Si + 3HCl 2 

Поликристаллический кремний плавится в кварцевой тигля, нагреваемого индукционным нагретого графита suceptor. Графитовый нагреватель может быть попеременно с непосредственным приводом от низкого напряжения при высоком токе. В процессе Чохральского, расплав кремния затвердевает на карандашной размером монокристаллического кремниевого стержня желаемой ориентации кристаллической решетки. (Рисунок ниже ) Стержень вращается и тянуться вверх со скоростью , чтобы стимулировать диаметра , чтобы расширить до нескольких дюймов. После того, как этот диаметр достигается, Слиток автоматически втягивается со скоростью , чтобы поддерживать постоянный диаметр на длину нескольких футов. Присадки могут быть добавлены в тигле расплава, чтобы создать, например, р-типа полупроводник. Растущий аппарат заключен в инертной атмосфере.




Чохральского монокристаллический рост кремния.

Готовую були измельчается до точного конечного диаметра, а концы обрезаны. Слиток разрезают на пластины с внутренним диаметром алмазной пилы. Пластины шлифуются плоские и отполированы. Пластины могут иметь эпитаксиальный слой N-типа , выращенного на вершине пластины путем термического осаждения для более высокого качества. Вафли на данном этапе производства поставляются на кремниевой пластины производителя к производителю полупроводников.




Кремний були является алмаз пилили на пластины.

Обработка полупроводников включает в себя Фотолитография, способ изготовления металлических литографических печатных форм с помощью кислотного травления. Электроники на основе версии этого является обработка плат медных распечатаны. Это рассматривается на рисунке ниже в качестве легкого введения в Фотолитография , участвующих в обработке полупроводников.




Обработка плат медных напечатанный похож на фото литографических шаги обработки полупроводников.

Начнем с медной фольги ламинированной эпоксидной стекловолокна плате на рисунке выше (а). Нам также необходимо положительное художественное произведение с черными линиями, соответствующими монтажными линий медных и контактных площадок, которые должны остаться на готовой плате. Положительная работа необходима, потому что положительное действующее сопротивление используется. Несмотря на то, негативный резист доступен для обеих плат и обработки полупроводников. В (б) жидкий положительный фоторезист наносится на медной поверхности печатной платы (PCB). Это дают высохнуть и может быть запеченный в духовке. Произведение может быть пластиковой пленкой положительное воспроизведение оригинального произведения искусства масштабируется до нужного размера. Произведение находится в контакте с монтажной платой под стеклянной пластины (с). Плата подвергается воздействию ультрафиолетового света (г) , чтобы сформировать скрытое изображение размягченное фоторезиста. Работа удаляется (е) и размягченным резист смывается щелочным раствором (F). Промывают и сушат (запеченный) печатная плата имеет закаленные противостоять изображение поверх медных линий и прокладки, которые должны остаться после травления. Плата погружается в травителя (г) для удаления меди не защищены закаленной сопротивляться. Протравленная доска ополаскивают и резист удаляют растворитель.

Основное различие в структурирование полупроводников является то, что занимает место резиста в ходе обработки при высокой температуре слой диоксида кремния поверх пластины. Хотя, резист требуется в условиях низкой температуры влажной обработки с рисунком диоксида кремния.

N-типа , легированный кремниевой пластины на рисунке ниже (а) является исходным материалом в производстве полупроводниковых соединений. Слой двуокиси кремния (б) выращивают на вершине пластины в присутствии кислорода или водяного пара при высокой температуре (свыше 1000 ° С в диффузионной печи. Пул резиста применяется к центру охлажденной пластины, а затем центрифугировали в вакуумный патрон, чтобы равномерно распределить резист. запеченная на резиста (с) имеет хром на стекле маски, приложенное к пластине на (г). Эта маска содержит шаблон окон, который подвергается воздействию ультрафиолетового света (е).




Производство кремниевых диода перехода.

После снятия маски на рисунке выше (F), то позитивный резист может быть разработан (г) в щелочном растворе, открывая окна в УФ смягчил сопротивляться. Целью резиста является защита диоксида кремния от травление плавиковой кислоты (ч), оставив только открытые окна, соответствующие маске отверстий. Оставшийся сопротивляться (я) удаляется из пластины перед возвращением в диффузионной печи. Пластину подвергают воздействию газообразного Р-типа легирующей примеси при высокой температуре в диффузионной печи (J). Присадка диффундирует только в кремний через отверстия в слое диоксида кремния. Каждая P-диффузии через отверстие производит соединение PN. Если диоды Нужный продукт, пластина будет алмаз и описано разбит на отдельные микросхемы диод. Тем не менее, вся пластина может быть далее обработан в биполярных транзисторах.

Для преобразования диодов в транзисторах, небольшой N-типа диффузии в середине существующей Р-области требуется. Повторяя предыдущие шаги с маской, имеющей меньшие отверстия решает эту задачу. Хотя это и не показано на рисунке выше (J), оксидный слой, вероятно , сформированный на этом этапе в процессе P-диффузии.

Оксидный слой над P-диффузии показано на рисунке ниже (к). Положительный фоторезист наносится и сушат (л). Хром на стекле эмиттера маска наносится (м), и УФ-воздействию (п). Маска удаляется (O). УФ размягчается сопротивление в отверстии эмиттера удаляется с щелочным раствором (р). Открытую диоксид кремния вытравливают плавиковой кислотой (HF) при (д)




Производство биполярного транзистора, продолжением производства кремниевых диода перехода.

После того , как неэкспонированные резист вырезаны из пластины (г), его помещают в диффузионную печь (рис выше (ов) для обработки данных высокой температуры. N-типа газообразной легирующей примеси, такие , хлорокись фосфора (POCl) диффундирует через маленькое окно эмиттера в оксиде (ами). Это создает слои NPN, соответствующие эмиттера, базы и коллектора биполярного транзистора. важно, что N-типа эмиттер не приводиться весь путь через P-типа базы, короткое замыкание эмиттера и коллектор. базовая область между эмиттером и коллектором, также должен быть тонким, так что транзистор имеет полезный р. в противном случае, толстый базовый регион может образовать пару диодов, а не транзистор. в (Т) металлизация показано контакта с транзистором регионах. Это требует повторения предыдущих этапов (не показан) с маской для контактных отверстий, через оксид. другой повтор с другой маской определяет шаблон металлизации поверх оксида и контактирование транзисторных областей через отверстия.

Металлизация может соединить множество транзисторов и других компонентов в интегральную схему. Хотя только один транзистор показан. Готовое пластина алмазов и описано разбит на отдельные фильеры для упаковки. Точная калибровочная алюминиевая проволока облигации металлизированных контактов на кристалле к свинцовой раме, которая приносит контакты из окончательного пакета.

  • ОБЗОР:
  • Большинство полупроводник основаны на сверхчистого кремния, так как он образует оксид стекло поверх пластины. Этот оксид может быть с узором фото литографии, делая возможным сложные интегральные схемы.
  • Колбаса формы монокристаллов кремния выращивают в процессе Чохральского, Это алмаз пилили на пластины.
  • Структурирование кремниевых пластин с помощью фото литографии похож на структурирование медных печатных плат. Фоторезист наносится на пластину, которая подвергается воздействию ультрафиолетового света через маску. Резист разработана, то пластина протравливают.
  • травление фтористоводородной кислоты открывает окна в защитной диоксида кремния поверх пластины.
  • Воздействие газообразных легирующих примесей при высокой температуре приводит полупроводник, как это определено в отверстия в слое диоксида кремния.
  • Фотолитография повторяется для более диффузий, контактов и металлизации.
  • Металлизация может взаимодействовать с несколькими компонентами в интегральную схему.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья