Проектирование специализированных СБИС. Рындин Е.А. - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

46
рованных слоев. Получение таких слоев столь же высокого качества иными
средствами, например диффузией или ионной имплантацией, невозможно. В
отличие от диффузии и ионного внедрения, при которых требуемая концен-
трация примесей образуется за счет перекомпенсации исходной примеси,
эпитаксия дает возможность получать слои в широком диапазоне удельных
сопротивлений, не зависящих от степени легирования пластины.
Вследствие сравнительно высокой температуры процесса (1100 - 1200
о
С), граница между эпитаксиальным слоем и подложкой не получается иде-
ально резкой, так как примеси частично диффундируют из одного слоя в дру-
гой. Это обстоятельство затрудняет формирование эпитаксиальных слоев
толщиной менее 1 мкм. Наиболее часто реализуемые эпитаксиальные слои
имеют толщину 2 - 10 мкм.
В зависимости от агрегатного состояния источника атомов полупровод-
ника и примеси для наращиваемой пленки различают следующие виды эпи-
таксии: твердофазную, жидкофазную и газофазную.
Промышленное применение нашли жидкофазная и газофазная эпитаксии.
Жидкофазную эпитаксию используют, в основном, для создания гетерострук-
тур на основе сложных полупроводников (например, GaAs - GaAlAs). Для
кремниевых структур в большинстве случаев используют газофазную эпитак-
сию, как более простой в условиях серийного и массового производства ме-
тод, обеспечивающий высокое качество эпитаксиальных слоев.
Для достижения высокого качества наращиваемой структуры необходи-
мо, прежде всего, чтобы в достройке решетки принимали участие одиночные
атомы, а не их группы, предварительно объединившиеся в газовой фазе. Сле-
довательно, протекающие химические реакции должны быть гетерогенного
характера, т.е. выделение атомов кремния и примеси должно происходить
непосредственно на пластине, а не в среде-носителе. При этом исходные реа-
генты должны быть подобраны так, чтобы молекулы побочных продуктов
реакции при температуре процесса легко десорбировались с поверхности пла-
стины, не загрязняя ее. Ведь чистота поверхности пластины - одно из первых
условий качества эпитаксиальной пленки. По мере роста пленки дефекты и
дислокации поверхности пластины могут значительно увеличиваться.
Механизмы эпитаксиального наращивания могут быть разделены на
прямые и непрямые.
При прямых процессах атомы кремния от источника попадают на по-
верхность подложки, нагретую до определенной температуры, и, двигаясь по
нагретой поверхности, занимают положения, соответствующие кристалличе-
ской структуре подложки. С энергетической точки зрения поверхность моно-
кристаллического кремния представляет собой двухмерную периодическую
решетку, образованную потенциальными ямами. Под воздействием достаточ-

Страницы