химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

-1015, ГДСЗ-2-1015. Удельное сопротивление германия этих марок при температуре — 196°С равно 5-Ю4 Ом-см, плотность дислокаций Ю4 см-2, концентрация золота соответственно 1014, 4-Ю14 МО15, 2· 1015 см-3, сурьмы 5· 1013, 2· ??14, 5-1014, 1 · 1014 см-3.

Для получения монокристаллического германия с низким удельным сопротивлением его легируют мышьяком. Марки германий, легированного мышьяком, имеют обозначения ГЭМ (буква ? означает мышьяк). Удельное сопротивление такого германия равно 0,0007—0,005 Ом-см.

Германий монокристаллический ГЭКЗС-0,15-0,22/10~3 представляет собой слитки германия, легированного кремнием, золотом и сурьмой. Он предназначен для производства импульсных полупроводниковых диодов. Удельное сопротивление германия составляет 0,15—0,22 Ом-см. Концентрация кремния в германии 2—3 ат%. Время жизни неосновных носителей заряда равно Ю-3 мкс. Слитки германия производят диаметром 20 мм и длиной 25 мм.

Марка германия ГЭКЗС-0,15-0,22/10~3 расшифровывается так: германий (Г), электронный (Э), легированный кремнием (К), зо-

19

лотом (3) и сурьмой (С). Цифры в числителе дроби указывают на диапазон удельного сопротивления германия, а цифра в знаменателе дроби соответствует времени жизни неосновных носителей заряда.

Применение объемных монокристаллйческих слитков в технологии изготовления полупроводниковых приборов сопряжено с большими потерями ценного материала, возникающими при механической обработке (резке, шлифовке, полировке).

В настоящее время широкое применение находят полупроводниковые монокристаллические слои, которые получили название эпи-таксиальных. Эти слои осаждаются на подложки из различных материалов (кварц, сапфир, германий, кремний и др.).

Рассмотрим параметры двух марок германиевых эпитаксиаль-яых структур.

Германиевые эпитаксиальные структуры общего назначения получают методом обратной эпитаксии путем водородного восстановления тетрахлорида германия с последующей сошлифовкой до заданных размеров со стороны эпитаксиального слоя и подложки. Предназначаются для изготовления полупроводниковых приборов. Германиевые эпитаксиальные структуры имеют обозначение ГДБ-0,01 ^ числихель дроби характеризует эпитаксиальный- слой, а ГДГ-0,75

знаменатель — подложку. Буквы в числителе и знаменателе означают: Г —германий, Д —тип электропроводности (дырочный), Б— легирующая примесь (бор), Г —легирующая примесь (галлий). Цифры указывают номинал удельного сопротивления слоя и подложки.

Диаметр структур соответствует диаметру исходной пластины. Ориентация эпитаксиальных слоев совпадает с кристаллографической плоскостью (111), а отклонение от этой плоскости не превышает 2°. Отклонение толщины подложки от среднего значения равно ±3 мкм. Общая средняя толщина эпитаксиальной структуры 205—215 мкм. Средняя толщина подложки после сошлифования 42—48 мкм.

Другой тип эпитаксиальных структур имеет следующую маркировку: (20 ¦+- 35) ^°I^±i2i_(190 210). Числа перед дробью * J 150ХДГЗ-0,75

означают пределы диаметра полупроводниковой пластины, а числа после дроби — предел толщины пластины после механической обработки. Числитель дроби характеризует эпитаксиальный слой, а знаменатель —подложку. Первые числа в числителе и знаменателе указывают среднюю толщину эпитаксиального слоя и подложки. Вторые числа в числителе означают верхний предел удельного сопротивления эпитаксиального слоя, а вторые числа в знаменателе—номинал удельного сопротивления подложки. Буквы в числителе и знаменателе означают: Г —германий, Д —тип электропроводности (дырочный), Б—-легирующая примесь (бор), Г —легирующая примесь (галлий). 20

§ 2.5. Кремний

Кремний — элемент IV группы периодической системы с атомным номером 14. После кислорода кремний — самый распространенный элемент в природе. Он составляет примерно У4 веса земной коры. Многочисленные соединения кремния входят в большинство горных пород и минералов. Песок и глина, образующие минеральную часть почвы, также представляют собой соединения кремния. Наиболее распространенным соединением кремния является диоксид кремния.

Свободный диоксид кремния Si02 встречается главным образом в виде минерала — кварца. В свободном состоянии кремний в природе не встречается. Кремний, как и германий, кристаллизуется в кубической пространственной решетке типа алмаза. Кристаллический кремний — темно-серое вещество, твердое и хрупкое с металлическим блеском, химически довольно инертное. Плотность твердого кремния при комнатной температуре равна 2,32 г/см3, а жидкого (при температуре плавления)—2,53 г/см3. Температура плавления кремния 1420°С. Кипит кремний при температуре 2477°С и давлении 105 Па. Давление насыщенных паров в зависимости от температуры составляет': при 1225°С —0,13 Па, при 1343°С—1,3, при 1485°С—13, при 1670°С — 133, при 1890Х — 1,3· 103 и при 2083°С— 1,3-104 Па.

При нагревании до температуры 200—700°С кремний реагирует с галогенами, образуя галогениды кремния SiF4, SiCl4, SiBr4, SiJ4, а при температуре 2000°С — непосредственно с водородом, образуя силаны SlH4, SiH6.

При очень высоких температурах (порядка 1100—1300°С) кремний способен непосредственно соединяться с азотом, образуя нитрид кремния, и с углеродом — карбид кремния. Кремний хорошо растворим во многих расплавленных металлах. При комнатной температуре кремний химически устойчив. В воде нерастворим. Не реагирует со многими кислотами в любой концентрации. Однако хорошо растворяется в смеси плавиковой и азотной кислот. Менее интенсивно кремний растворяется в азотной кислоте с небольшими добавками брома или перекиси водорода. Кремний хорошо растворяется в кипящих щелочах. Небольшие добавки перекиси водорода к кипящему водному раствору щелочи ускоряют растворение кремния. Еще более интенсивно растворяется кремний в расплавленных щелочах.

Кремний устойчив на воздухе при нагревании его до 900°С. Выше 900°С он начинает интенсивно окисляться с образованием диоксида кремния. Расплавленный кремний обладает высокой химической активностью. Поэтому подбор для него подходящего контейнерного и тигельного материалов представляет до настоящего времени трудную задачу. Дело в том, что наиболее чистые материалы, из которых изготовляют тигли (кварц и графит), при высоких температурах взаимодействуют с кремнием.

21

Основными соединениями кремния, которые используются в полупроводниковом производстве, являются диоксид кремния, оксид кремния, тетрахлорид кремния, трихлорсилан и моно-силан.

Монокристаллический кремний получают из поликристаллического путем выращивания из расплава методом Чохральского «ли методом бестигельной зонной плавки. Первый метод применяют, как правило, для получения низкоомных слитков с удельным сопротивлением, не превышающим 250 Ом-см. Такие слитки имеют большой диаметр (до 150 мм). Второй метод «спользуют для получения высокоомных монокристаллических слитков с удельным сопротивлением до 2000 Ом-см.

Промышленностью выпускается большое количество различных марок монокристаллического кремния, который используется для изготовления полупроводниковых диодов, транзисторов и интегральных микросхем. Монокристаллический кремний 'занимает в настоящее время ведущее место среди других полупроводниковых материалов, так как он обладает рядом преимуществ. Кремниевые приборы имеют малые обратные токи, работают при повышенных температурах, допускают более высокие удельные нагрузки, а также могут работать в области пробоя р-и-перехода.

Рассмотрим основные марки монокристаллического кремния.

Кремний моносилановый выпускается шести марок: КМД-1, КМД-2, КМД-3, КМД-4, КМД-5 и КМД-6. Применяется для изготовления полупроводниковых приборов. Марка кремния расшифровывается так: К —кремний, ? — моносилановый, Д —электропроводность дырочного типа. Цифра после букв означает группу кремния по удельному сопротивлению. Удельное сопротивление этих групп кремния равно 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 и 6000 Ом-ем соответственно. Время жизни неосновных носителей заряда составляет 400—600 мкс. Плотность дислокаций равна 5-Ю4 см-2. Содержание кислорода в кремнии не превышает 2-Ю16 см-3.

Кремний монокристаллический для силовых вентилей получают методами Чохральского и бестигельной зонной плавки. Такой кремний выпускается одиннадцати марок: КЭ2А, КЭ2Б, КЭ2В, КЭ2Г, КЭ2Д, БКЭ2А, БКЭ2Б, БКЭ2В, БКЭ2Г, БКЭ2Д и БКД2Е. Пе-рвые десять марок кремния выпускаются с электронной электропроводностью, а кремний марки БКД2Е — с дырочной. Содержание кислорода в кремнии с электронной электропроводностью равно 5· 1017 ат/см3, а с дырочной 2· 1016 ат/см3. Удельное сопротивление кремния марок КЭ2А и ВКЭ2А составляет 26—45 Ом-см, марок КЭ2В и БКЭ2В —40—75, марок КЭ2Г и БКЭ2Г — 50—140, марок КЭ2Д и БКЭ2Д—100, марки БКД2Е — 500—2000 Ом-см.

Разброс удельного сопротивления не превышает 35% по объему слитка и 20% по торцу слитка. Диффузионная длина равна 0,1 — 0,3 мм. Плотность дислокаций не превышает 5-Ю4 см-2.

Кремний монокристаллический общего назначения представляет собой слитки, полученные методом Чохральского. Применяется для изготовления полупроводниковых приборов. Этот кремний вы-22

Таблица 2.1

Диапазон Разброс

Группа удельного удельного

сопротивления, сопротивле-

Ом · см ния, %

1А 1—15 ±15

1Б 1—20 ±20

2А 15—25 ±20

2Б 25—45 ±25

2В 40—75 ±25

2Г 50—140 ±30

2Д 100—250 ±30

2Е 500—2000 ±35

ЗА 0,005—1,0 ±35

ЗБ 0,008—1,0 +7

ЗВ 0,005—0,1 ±25

4А 0,02—0,2 ±25

5А 3—18 ±30

5Б 20—40 ±30

5В 40—120 ±40

пускается пятнадцати групп: 1А, 1Б, 2А, 2Б, 2В, 2Г, 2Д, 2Е, ЗА, ЗБ, ЗВ, 4А, 5А, 5Б, 5В. Каждая группа кремния характеризуется диапазоном удельного сопротивления и допустимым разбросом по длине слитка (табл. 2.1).

Содержание кислорода в кремнии для всех марок не превышает 5-Ю17 см-3, содержание золота в кремнии пятой группы равно 2-Ю15 см-3. Кремний групп 1А, 1Б, ЗА легирован фосфором или бором, поэтому он обладает электропроводностью электронного или дырочного типа. Кремний групп 2А—2Д легирован фосфором, а группы 2Е — бором. Кремний групп ЗБ, ЗВ легир

страница 5
< 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
воланы в санкт-петербурге
MT А 1902
форум курсов косметологов
гаджеты для передвижения зимой по снегу

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
(04.12.2016)