Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

24
ского взаимодействия продуктов реакции с подложкой. Поэтому рассмотрен-
ный ранее хлоридный метод эпитаксии не используется, поскольку образую-
щиеся в ходе реакции хлориды активно взаимодействуют с сапфировой под-
ложкой.
Сапфир α-Al
2
O
3
и кремний имеют разную кристаллическую решетку:
сапфир – ромбоэдрическую, кремний – кубическую гранецентрированную. Не-
смотря на значительные отличия по параметрам решетки и коэффициенту тер-
мического расширения сапфир обеспечивает возможность получения однород-
ных монокристаллических слоев кремния на достаточно большой поверхности
подложки. Сапфир обладает высокой теплопроводностью при высоких диэлек-
трических характеристиках. Такое сочетание свойств, редкое для изоляторов,
очень важно при создании ИМС с большой плотностью элементов или в произ-
водстве приборов большой мощности. Вместе с тем сапфир довольно сложно
обрабатывать механически.
По поводу качества эпитаксиального слоя кремния следует отметить, что
из-за рассогласования кристаллических решеток сапфира и кремния концен-
трация дефектов кристаллической структуры, в частности, дефектов упаковки в
нем больше, чем в объемном монокристалле. Наличие структурных дефектов и
вызванных ими механических напряжений вблизи границы раздела эпитакси-
альный кремний – сапфир приводит к существенному снижению подвижности
свободных носителей. Подвижность электронов в эпитаксиальном слое при-
мерно на 20 % ниже, чем в объемном кристалле кремния, а для дырок это отли-
чие достигает 50 %.
Это обстоятельство, на первый взгляд, должно было бы привести
к снижению быстродействия микросхем, изготовленных на подложках
из сапфира. В действительности этого не происходит. Дело в том, что
в островках гетероэпитаксиального слоя формируются не биполярные транзи-
сторы, а полевые. Современный уровень фотолитографии обеспечивает полу-
чение каналов очень малой длины. Поэтому даже при напряжении между исто-
ком и стоком транзистора всего несколько вольт напряженность электрическо-
го поля в канале настолько велика, что дрейфовая скорость электронов достига-
ет насыщения. Так что влияние дефектов в эпитаксиальном слое практически
сведено к минимуму. Тем не менее нередко используют методы, позволяющие
улучшить качество кристаллической структуры эпитаксиальных слоев. Это, в
частности, достигается имплантацией в выращенный эпитаксиальный слой ио-
нов кремния и последующей обработкой поверхности слоя лазерным лучом,
что вызывает процессы рекристаллизации в эпитаксиальном слое кремния.
3.2. Формирование диэлектрических слоев на поверхности кремния
Формирование диэлектрических слоев на поверхности кремния
в основном предназначено для решения трех задач. Во-первых, это пассивация
поверхности пластины после создания в ней элементов микросхемы. Наличие

Страницы