ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Типове технологічне устаткування для отримання діелектричних плівок

1 23

Для окислення кремнієвих пластин і осадження діелектричних плівок за допомогою хімічних газофазних реакцій можна використовувати установки однакового типу, що забезпечують високі температури в реакційній зоні і задані потоки реагуючих речовин. Значення температури окислення, як указувалося вище, істотно впливає на швидкість процесу, структуру плівок і їх чистоту. Тому на практиці застосовуються установки двох типів: для окислення - високотемпературні печі (1100-1300°С), для осадження - порівняно низькотемпературні (200-700°С).

Розглянемо установки для осадження діелектричних плівок (SiO₂, Si₃N₄, А1₂O₃ і ін.).

Прикладом технологічних апаратів, призначених для осадження діелектричних плівок з газової фази при нормальному тиску, може служити вітчизняна установка типу «Оксин-3», конструкція реактора якої показана на рис. 13.

Рисунок 13 – Конструкція ректора установки для низькотемпературного осадження оксиду кремнію з внутрішнім резистивним нагрівачем «Оксин-3»

Реактор складається з реакційної труби, з одного боку якої є фланець для під'єднування до реактора головки (10) газорозподільної системи. Планка (9) з прокладками (8) і (11) служить для герметичного з'єднання реакційної труби з головкою (10). У головці розміщений дифузор (7) для подачі робочих газів в реактор від газорозподільної системи через штуцер (12). Інший кінець (вихідний) реакційної камери закріплюється затискним пристроєм (1) з прокладками (5) і пересувними кронштейнами (6) з вентиляційною системою установки.

Електронагрівач виконаний у вигляді труб (16), вмонтованих в графітовий блок (17). На графітовому блоці поміщена кварцева плита (13), на якій розмішаються підкладки (14), що підлягають осадженню оксидної плівки.

Температура в такому реакторі не перевищує 600°С. Для підвищення продуктивності установка складається з декількох подібних труб.

Газорозподільна система, схема якої типова для будь-якої установки у виробництві ІМС, що використовує газові реакції або дифузію з газів, складається з ряду ліній подачі газів. У реальних установках таких ліній може бути від 2 до 6. Елементи газорозподілу сполучені між собою і з магістралями, що підводять, через фільтри трубопроводами з неіржавіючої сталі. Подача газів в установку здійснюється з балонів або з централізованої мережі. Газорозподіл передбачає одночасну роботу всіх реакторів установки.

Гази з ліній прямують в реактор. Після закінчення реакцій осадження або (і) легування газові продукти реакції поступають у вентиляційний канал установки і звідти через спеціальні поглиначі в систему нейтралізації, що забезпечує повне очищення їх від шкідливих домішок, після чого викидаються в загальну вентиляційну систему цеху.

Для осадження плівок діелектриків почали широко використовуватися реакції здійснювані при низькому тиску. Ці процеси протікають в реакторі, конструкція якого приведена на рис. 14. Даний спосіб осадження має ряд переваг перед описаним вище. При низькому тиску (1-65 Па), що досягається звичайним форвакуумним відкачуванням, газодинамічна обстановка на поверхнях пластин значно спрощується (відсутня турбулентність).

Рисунок 14 – Конструкція реактора установки для хімічного осадження із газової фази при низькому тиску:

1 – датчик тиску;

2 – рекційна кварцева труба;

3 – трьохзонний резистивний нагрівач;

4 – підкладкотримач;

5 – головка кріплення трубок;

6 – люк загрузки й вигрузки підкладок;

7 - ущільнення

Збільшується довжина свободного пробігу частинок газів. Це дозволяє встановити пластини вертикально і близько один до одного, за рахунок чого підвищити завантаження (продуктивність) установок до 150 пластин за цикл при товщині плівок SiО₂ - 0,5 мкм або Si₃N₄ - 0,1 мкм. Ці установки не вимагають застосування газу-носія.

Діелектричні плівки, отримані хімічним осадженням при низькому тиску, відрізняються високою однорідністю, у тому числі і покриття сходинок на рельєфних підкладках. Плівки володіють мінімальною дефектністю (менше двох пір на пластині). Проте вертикальне розташування пластин затруднює підхід газу-реагенту до їх поверхонь, що веде до зниження швидкості осадження плівок, а отже, і зменшенню продуктивності. Оптимальні відстані між пластинами (число пластин, що обробляються за цикл) і швидкості росту плівки забезпечують оптимальну продуктивність процесу.

При отриманні плівок діоксиду і нітриду кремнію широко застосовуються установки для плазмохімічного осадження діелектричних плівок. Перевага цих установок - висока продуктивність і низька температура процесів осадження завдяки високій хімічній активності газів-реагентів, яка стимулюється газовим розрядом, тому сам метод і названий плазмохімічним. Цим методом утворюються плівки нітриду кремнію при температурі 300-500°С замість 900°С при чисто хімічному осадженні.

Як джерела збудження плазми застосовуються ВЧ-випромінювач. Приведемо конструкцію реактора установки, використовуваної для плазмохімічного осадження плівок Si₃N₄ (рис. 15).

Рисунок 15 – Конструкція реактора установки для плазмохімічного осадження:

1 – нагрівач;

2 – магнітний привід;

3 – вал з системою подачі робочих газів;

4 - підкладкотримач

Робоча камера установки виготовляється з нержавіючої сталі. Підкладклтримач (4) з розташованими на ньому пластинами служить одним з ВЧ-електродів і кріпиться на порожнистому валу (3), усередині якого розміщена система подачі робочих газів. Обертання підкладкотримача, необхідне для отримання рівномірної товщини отриманої плівки, здійснюється магнітним приводом (2). Підкладкотримач нагрівається спеціальними нагрівачами (1), розташованими поза робочою камерою. Тиск в реакційній камері підтримується на рівні 25-30 Па, що забезпечує стійкість тліючого розряду. Установка дає можливість отримати швидкість росту нітриду кремнію 1 нм/с, нерівномірність товщини не більше 5%. Такі плівки використовуються для пасивації і захисту структур ІМС.

ВИСНОВКИ

Найпоширенішим видом формування діелектричних шарів є окилслення. Окислення або оксидування - один із основних і відповідальних процесів, які використовуються при виготовленні інтегрованих мікросхем. Окислення застосовується для формування маскуючого шару при локальній обробці і пасивації поверхні готової мікросхеми.

Залежно від функцій, що виконуються діелектричними плівками, до них пред'являються різні вимоги. Для плівок, вживаних як маски, основними вимогами є: селективність по відношенню до тих або інших технологічних чинників (до розчинів, опромінювання, газів, плазми і т. п.); відсутність пір і тріщин; рівномірність товщини, структури і физико-хімічних властивостей за площею і глибиною маски; хороша адгезія до пластини.

У багатьох технологічних процесах виробництва ІМС (дифузії, фотолітографія, імплантації і інших) діелектричні маски використовуються для створення в кремнієвій пластині локальних областей із заданими властивостями і конфігурацією.

Якщо діелектрична плівка застосовується як ізоляція, то важливими її характеристиками є: питомий електроопір, тангенс кута діелектричних втрат (tgδ), діелектрична проникність (ε), а також рівномірність і стабільність цих властивостей.

Найбільш жорсткі вимоги до діелектричної плівки при використанні її як діелектрик підзатвора пред'являє технологія МДП-ІМС. Діелектрик підзатвора повинен володіти особливо високою чистотою і досконалістю (або рівномірністю) структури; повною відсутністю яких-небудь пір, тріщин, виколовши і інших порушень. Все це необхідно для задовільної роботи приладів даного типу.

1 23