Вакуумная техника для научных и индустриальных задач

Течеискатель VS PD03

всего за 1 099 000 руб!

Условия акции →

+7 495 259-68-14

Обратный звонок

Изготовление полупроводников в промышленном масштабе началось в 1946 году, когда Уолтером Браттейном, Джоном Бардиным и Уильямом Брэдфорд Шокли был изобретён один из важнейших элементов, использующийся в радиоэлектронике и поныне. Это ― биполярный транзистор. Изначально для производства полупроводниковых элементов применяли германий. Сейчас практически все интегральные микросхемы изготавливают из кремния. Для выращивания кристаллов кремния в обязательном порядке используется вакуумное оборудование (турбомолекулярные, ионные, спиральные насосы) и это легко объяснимо: в процессе выращивания кремниевой подложки необходимо минимизировать наличие примесей, которые могут вызвать дефекты.

Турбомолекулярные высоковакуумные насосы Agilent
Турбомолекулярные насосы
Ионные вакуумные насосы Agilent
Ионные насосы
Спиральные насосы Agilent
Спиральные насосы

Полупроводники. Эпитаксия и выращивание кристаллов

Примеси, способные вызвать дефекты в процессе роста кристалла

Кислород. Присутствие его в кристаллической решётке кремния приводит к появлению донорных центров и изменяет предел текучести. Кроме того, наличие кислорода вызывает нежелательное окисление (появление SiO2).
Углерод. Наличие его в остаточном газе также способно вызвать нежелательные последствия, хотя он и не становится электрически активным. В связи с этим так важно применять безмасляные средства откачки.

Технология выращивания кристалла кремния

На первой стадии стартовый монокристалл расплавляют для устранения возможно имеющихся дефектов. После этого выполняют «вытягивание» монокристалла из расплава и легирование, т.е. добавление в расплав требуемых примесей.

Эпитаксия. Суть технологии

Причиной разработки и внедрения технологии эпитаксии стала насущная необходимость модернизации процесса производства биполярных транзисторов. Молекулярно-лучевая эпитаксия основана на напылении предварительно испарённых компонентов (кремния или примесей для легирования) на подложку, изготовленную из монокристаллического кремния. Поскольку в течение всего процесса требуется постоянно поддерживать высокий вакуум, то дополнительно имеет смысл использовать вакуумные шлюзы, например, для осуществления замены образцов. Это позволяет минимизировать вероятность проникновения в систему атмосферного воздуха. Наилучшего результата для обеспечения максимально высокого качества и безупречности растущего слоя, можно достичь, используя безмасляные турбомолекулярные вакуумные насосы.

Результатом является создание плёнки из кремния или других применяемых веществ на подогреваемой подложке. Испаряясь, компоненты осаждаются на подложку довольно быстро. Разумеется, этот процесс происходит в условиях вакуума. При этом решающее значение имеет применимость данного способа для выращивания слоёв с изменяемым химическим составом.

Полупроводниковые приборы, изготовленные по методу эпитаксии:

СВЧ-диоды, лавиннопролётные диоды, полевые транзисторы с барьером Шоттки и др.

Ионная имплантация

Ещё одним ключевым методом, требующим создания в камере и последующего поддержания высокого вакуума, при создании интегральных схем является ионная имплантация. По своей сути это процесс внедрения в подложку ионизованных атомов с достаточной энергией, способных проникнуть в её поверхностные области. Ионы проникают в подложку на глубину от 0,01 мкм до 1 мкм. Это расстояние зависит как от энергии, так и от массы самих ионов, а так же массы атомов подложки.

Поскольку данная технология обеспечивает проникновение в поверхность подложки любого, строго заданного объёма требуемого химического элемента на определенную глубину, то это означает, что этим способом можно сплавлять любые металлы, выполнять легирование веществ друг-другом, а, следовательно, создавать различные композиционные материалы с уникальными свойствами. Кроме этого, такое легирование позволяет создавать на поверхности кремния изолирующие поверхности.

Однако, как и любой другой методики, у ионной имплантации существуют свои ограничения. Перечислим некоторые из них:

  • Возможность ввода компонентов часто ограничивается свойствами вещества источника.
  • Возможность легирования материала очень часто означает лишь возможность для проникновения атомов вещества внутрь подложки.
  • Не высокая температура при проведении процесса легирования характерна, как правило, для систем, у которых состояние кристаллической решётки не имеет решающего значения.
  • Тонкий легированный слой хорош в микроэлектронике, при создании полупроводников и микросхем, однако он не является преимуществом для других направлениях производства, например, в металлургии.

Сформировать предложение:


Имя * Введите имя
Фамилия * Введите фамилию
Отчество Введен недействительный тип данных
E-mail * Введите емайл
Телефон * Допустимы только цифры
Организация * Введите название организации
Сообщение Введите сообщение
Введите код с картинки * Введите код с картинки
  Перезагрузить Введен недействительный тип данных