Отчёт по технологической практике. Отчёт по практике. С. Б. Вениг подпись, дата иниц

• Название: С. Б. Вениг подпись, дата иниц
• Анкор: Отчёт по технологической практике
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 4.23 Mb.
• Имя файла: Отчёт по практике.docx
• Тип: Документы; #953243
• страница: 2 из 5

Основные технологические процессы создания материалов

1. Сплавление полупроводника с металлами или их сплавами – это технологический процесс, который состоит в том, что в пластину полупроводника вплавляют металл или сплав металла, содержащий примеси, необходимые для образования зоны с электропроводностью требуемого типа [1]. Для сплавления полупроводника с металлами на пластину полупроводника помещают таблетку примеси. Затем систему нагревают до температуры, при которой примесь расплавится и начнётся частичное растворение материала полупроводника в примесном материале. После охлаждения в полупроводнике образуется область с электропроводностью требуемого типа. Сплавные переходы относятся к числу резких (ступенчатых) Они имеют высокую надежность, малое сопротивление р– и n– областей, что обеспечивает малое падение напряжения во включенном состоянии. Этот техпроцесс широко используется при массовом производстве диодов и транзисторов.

2. Электрохимические методы получения р–n переходов применяют, когда нужно получить малые расстояния между р– и n– областями (например, в транзисторе можно получить расстояние между коллектором и эмиттером порядка 3…4 мкм). Сущность метода состоит в осаждении металла на поверхность полупроводника [1]. В результате реакции образуется контакт металл – полупроводник, свойства которого зависят от физических характеристик материалов.

3. Микросплавная технология является комбинацией первых двух технологий. Включает в себя осаждение, затем нагрев и вплавление. Применяется при изготовлении ВЧ – приборов.

4. Диффузия – это процесс, с помощью которого на поверхности или внутри пластины полупроводника получают р– или n– области путем введения акцепторных или донорных примесей. Проникновение примесей внутрь пластины полупроводника происходит за счет диффузии атомов, находящихся в составе паров, в атмосферу которых помещена нагретая до высокой температуры полупроводниковая пластина. Для техпроцесса характерна сильная зависимость качества от точности поддержания температуры. Например, при температуре 1000…1200 °С изменение ее на несколько градусов может в два раза изменить коэффициент диффузии [1].

5. Двухстадийную диффузию применяют для уменьшения влияния температуры на качество полупроводниковых приборов. В первой стадии при сравнительно низкой температуре на поверхности полупроводниковой пластины при сравнительно низкой температуре получают стеклообразный слой, содержащий легирующие примеси. Во второй – полупроводниковую пластину помещают в печь с более высокой температурой, при которой диффузия примесей происходит из стеклообразного слоя в глубь пластины. Двухстадийную диффузию часто применяют при введении примесей бора в кремний. В качестве примесей бора используется борный ангидрид В₂О₃.

6. Эпитаксией называют процесс выращивания одного монокристалла на грани другого. Полупроводниковые эпитаксиальные пленки могут быть получены различными способами: Термическим испарением в вакууме, осаждением из парообразной фазы, распылением в газовом промежутке. Изменяя тип примеси и условия выращивания, можно в широких пределах изменять электрические свойства эпитаксиальной пленки [1].

7. Ионное легирование – бомбардировка в вакууме полупроводниковой пластины ионами примеси, ускоренными до определенной скорости. Ионы, внедрившиеся в полупроводниковую пластину, играют роль донорных или акцепторных примесей. Это позволяет, не прибегая к процессу диффузии, получать зоны, имеющие определенный тип электропроводности. Такую технологию называют элионной.

В настоящее время в производстве полупроводниковых приборов используют ионную имплантацию – легирование примесями одного из изотопов бора. При этом для маскирования используют или тонкий слой алюминия, или толстый слой диоксида кремния.

8. Вакуумное напыление заключается в следующем. Напыляемый металл нагревают в вакууме до температуры испарения. Затем его осаждают на покрываемую поверхность, имеющую сравнительно низкую температуру. Для получения требуемого «рисунка» напыление производят через металлические маски, имеющие соответствующие прорези [1].

9. Катодное распыление применяют для осаждения тугоплавких соединений. Процесс основан на явлении разрушения катода при бомбардировке его ионизированными атомами разреженного газа. Инертный газ, например аргон, вводят в испарительную камеру под давлением 1-10²Па. В системе создают тлеющий разряд. Ионы газа интенсивно бомбардируют катод, в результате чего его атомы приобретают необходимую энергию и вылетают с поверхности катода, затем они оседают на поверхности полупроводниковых пластин, покрывая их слоем металла [1].

10. Электролитическое и химическое осаждение применяют при наличии электропроводной подложки из инертного по отношению к электролиту материала. На нее электролитическим или химическим путем осаждается пленка из водного раствора солей металлов (электролита).

11. Оксидное маскирование используют для того, чтобы обеспечить диффузию только в определенные участки пластины, а остальную поверхность защитить от проникновения атомов примеси. Хорошей маской, ограничивающей области диффузии является диоксид кремния SiO₂. Для получения оксида пластину нагревают до температуры 900 – 1200ºС в атмосфере влажного кислорода. В полученной пленке оксида согласно схеме в последующем вытравливают окна. Этот процесс применяется при изготовлении интегральных микросхем [1].

12. Фотолитография – это процесс получения на поверхности пластины требуемого рисунка. Поверхность полупроводника, маскированного оксидной пленкой, покрывают фоторезистом (светочувствительным слоем). Затем для обеспечения равномерность покрытия пластину помещают на центрифугу и сушат. После этого экспонируют поверхности ультрафиолетовым излучением через маску, на которой выполнен рисунок. Участки фоторезиста, оказавшиеся освещенными будут задублены, а с незадубленных участков фоторезист удаляется специальным раствором (проявление).

13. Травление используют для того, чтобы с участков, незащищенных задубленным фоторезистом плавиковой кислотой, стравить диоксид кремния. В результате в оксидной пленке образуются окна, через которые и производится диффузия.