химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

тки исходной подложки; получение мезаструктур; осаждение гальванических покрытий.

Получение чистой поверхности полупроводниковых подложек связано с требованием недопустимости каких-либо загрязнений при проведении процессов диффузии, эпитаксиального наращивания и др. Поэтому основной целью технохимических процессов является удаление с поверхности исходных подложек различного рода загрязнений. Получение чистой поверхности подложек связано с большими трудностями и, как правило, достигается проведением комплекса различных технохимических процессов: промывка в воде, ультразвуковая промывка в растворителях, химическое или газовое травление и т. д.

Удаление с поверхноости подложки механически нарушенного слоя, образовавшегося в результате шлифовки и полировки с использованием абразивных или алмазных микропорошков, необходимо для получения атомарно совершенной структуры поверхностного слоя, который, в свою очередь, позволяет создать в подложке активные структуры ИМС с высокими электрофизическими параметрами. Удаление механически нарушенного слоя с поверхности подложек можно осуществлять химическим и газовым травлением, а также ионно-плазменной и плазмохимической обработкой.

Снятие с подложек слоя определенной толщины проводят для получения нужных толщин подложек, поступающих на последующие технологические операции. Требуемая толщина подложек определяется конкретным типом ИМС. Наиболее часто для этой цели

54

используют химическое травление полупроводниковых материалов в различных травителях.

Локальное удаление полупроводникового материала с определенных участков поверхности исходной подложки проводят для создания рельефа, который дает возможность решать сложные технологические вопросы конструирования и изготовления полупроводниковых приборов и ИМС. Локальное удаление исходного материала подложки обычно осуществляют электрохимической обработкой в электролите либо химическим травлением через защитную маску.

Технохимические процессы дают возможность регулировать и изменять электрофизические свойства поверхности обрабатываемой полупроводниковой подложки. К этим свойствам в первую очередь следует отнести изменение поверхностной проводимости и скорости поверхностной рекомбинации. Наиболее эффективными в этом случае являются процессы химического травления в различных травителях, ионно-плазменной и плазмохимической обработки.

Большой практический интерес технохимические процессы имеют при исследовании структурных дефектов кристаллической решетки полупроводниковых подложек на различных этапах их обработки. К таким дефектам следует отнести дислокации, дефекты упаковки, двойникование и др. Выявление дефектов наиболее часто проводят с использованием селективного химического травления.

Получение мезаструктур является широко распространенным технологическим приемом при изготовлении большого класса полупроводниковых приборов и ИМС. Форма и геометрические размеры мезаструктуры определяются рисунком защитного рельефа, а глубина травления — типом химического травильного состава и технологическим режимом травления.

Осаждение гальванических покрытий из металлов позволяет создавать на поверхности полупроводниковой подложки токопрово-дящие дорожки, омические контакты и пассивные элементы ИМС.

Таким образом, технохимические процессы дают возможность подготовить полупроводниковую подложку с определенной чистотой поверхности и определенным ее рельефом для дальнейших технологических операций: осаждения эпитаксиальных пленок и защитных диэлектрических пленок, диффузионных процессов, процессов ионного легирования и др.

Выбор того или иного технохимического процесса обработки полупроводниковых подложек зависит от требований конкретного технологического процесса изготовления определенного типа полупроводниковых приборов или ИМС.

§ 4.2. Виды загрязнений полупроводниковых подложек

Наличие на поверхности полупроводниковой подложки различного рода загрязнений приводит к резкому снижению процента выхода годных изделий на последующих технологических операциях.

Загрязнение подложек обычно происходит при механической обработке полупроводниковых слитков и пластин (резке, шлифовке и

55

полировке), а также за счет адсорбции различных веществ из технологических сред.

Все виды загрязнений можно классифицировать по двум признакам: их физико-химическим свойства и характеру их взаимодействия с основными полупроводниковыми материалами, на которых они находятся.

По физико-химическим свойствам загрязнения могут быть органические, неорганические, солевые, ионные, механические и др.

По характеру взаимодействия с материалом подложки загрязнения делят на физически и химически адсорбированные.

К физически адсорбированным загрязнениям относятся все виды механических частиц (пыль, волокна, абразив, металлические включения и пр.), а также все виды органических материалов, связанные с поверхностью подложки силами физической адсорбции. Механические частицы достаточно легко удаляются различными технологическими промывками в водных проточных и ультразвуковых ваннах. Для удаления органических загрязнений требуется более сложный процесс отмывки подложек.

Среди всех видов загрязнений особое внимание следует уделять органическим загрязнениям, так как они при нагревании разлагаются и выделяют газообразные вещества (кислород, оксид и диоксид углерода, пары воды и др.), которые в значительной степени ухудшают последующие технологические процессы (диффузии, эпи-таксии, осаждения защитных диэлектрических пленок и др.).

Органические загрязнения, в свою очередь, могут быть полярными и неполярными. К. полярным органическим загрязнениям относятся главным образом олеиновая и стеариновая кислоты, канифоль, синтетические вещества и смолы. К неполярным органическим загрязнениям относятся минеральные масла, вазелин, нефтяные парафины и воск.

К химически адсорбированным загрязнениям в первую очередь следует отнести различные виды оксидных и сульфидных пленок на поверхности полупроводниковых подложек, а также катионы и анионы химических веществ. Наиболее трудноудаляемыми химическими загрязнениями являются электроосажденные в порах подложки металлы и труднорастворимые оксиды. Такие виды загрязнений удалить с помощью даже самого сложного процесса промывки подложки не представляется возможным. Их удаляют проведением комплекса химических реакций с использованием определенных типов и составов травильных растворов.

Таким образом, для полной очистки подложки от загрязнений необходимо выбрать технологический процесс, который включал бы в себя ряд последовательных операций, каждая из которых позволяла бы удалять с поверхности один или несколько видов загрязнений. При этом необходимо руководствоваться общими закономерностями: механические загрязнения удаляют промывкой в водных ваннах с использованием ультразвука или гидродинамической обработкой; органические загрязнения — обработкой в кипящих растворителях; химические загрязнения — путем химического травления в

56

щелочных или кислотных травителях; соляные и ионные загрязнения— ионным обменом или промывкой в особо чистой высокоомной деионизованной воде и т. д.

При выборе окончательного технологического процесса очистки полупроводниковых подложек следует помнить об экономических аспектах этого процесса и строить его таким образом, чтобы при минимальных затратах получить наиболее чистую поверхность. В этом случае надо всегда исходить из требований по чистоте поверхности подложки, диктуемых той технологической операцией, на которую поступают эти подложки. Так, требования по чистоте к подложкам, поступающим с механической на химическую обработку, резко отличаются от требований по чистоте к подложкам, поступающим с химической обработки на эпитаксиальное наращивание, и т. д.

Все многообразие процессов удаления загрязнений с поверхности полупроводниковых подложек можно свести к двум основным процессам: удаление физических и химических загрязнений.

§ 4.3. Отмывка полупроводниковых подложек

Одной из ответственных операций в общем цикле подготовки полупроводниковых подложек для изготовления полупроводниковых приборов и ИМС является операция отмывки. Эта операция состоит из двух этапов: обезжиривание подложек в органических растворителях и промывка в особо чистой воде.

Обезжиривание подложек проводят для удаления органических физических загрязнений. Для удаления неполярных органических загрязнений используют такие растворители, как толуол, четырех-хлористый углерод, фреоны, а для удаления полярных органических загрязнений используют ацетон, спирты и трихлорэтилен. В промышленном производстве для процесса отмывки подложки часто используют различные смеси растворителей, которые позволяют проводить отмывку полярных и неполярных органических загрязнений в одном технологическом цикле обезжиривания. К таким смесям относятся: фреон — хлористый метилен, фреон — изопропило-вый спирт, фреон — ацетон и др.

Процесс обезжиривания в органических растворителях в сильной степени зависит от режима его проведения (температуры, длительности и скорости смены отработанного растворителя). Так, с повышением температуры процесса скорость растворения органических загрязнений возрастает. На качество обезжиривания оказывает влияние время проведения процесса, которое необходимо для полного растворения определенного вида загрязнения в растворителе. По мере прохождения процесса обезжиривания подложек сам растворитель постепенно загрязняется за счет перехода в него продуктов растворяемого вещества, что приводит к снижению эффективности процесса растворения и в конечном счете к некачественному обезжириванию подложек. Поэтому своевременное и быстрое удаление загрязненного растворителя очень важно для качественного обезжиривания.

57

Для интенсификации процесса обезжиривания и улучшения качества отмывки широко используют ультразвуковые ванны.

При проведении процессов обезжиривания необходимо соблюдать правила техники безопасности, так как используемые растворители являются ядовитыми веществами и отрицательно действуют на организм и

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем" (3.82Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
гироскутер k8
купить мебельные ручки wmn.640x.128.mrrl8
подвесные контейнеры для цветов купить
подставка под цветы напольная металлическая купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.07.2017)