перейти к полному списку дипломных проектов

Ссылка на скачивания файла в формате .doc находится в конце странички

3, Залежність температури окислення, при якій відсутні окислювані дефекти упаковки, від співвідношення концентрацій трихлоретилену та кисню в окислюваній атмосфері

Однією з найважливіших задач напівпровідникової електроніки є забезпечення високої міри чистоти та досконалості кристалічної структури напівпровідникових матеріалів, що використовують для виробництва дискретних приладів та інтегральних мікросхем.

Сучасна технология забезпечує отримання практично бездислокаційних монокристалів напівпровідників. Але при цьому різко зростає роль точкових дефектів-вакансій, домішкових атомів та їх кластерів. При відсутності дислокацій, що є стоком для точкових дефектів, в ході технологічного процесу виготовлення приладів відбувається постійне збільшення концентрації вакансій та небажаних домішок натрію, калію, міді, золота та ін., в напівпровідниковому матеріалі. Наявність точкових дефектів і їх кластерів приводить до погіршення характеристик напівпровідникового матеріалу, деградації параметрів приладів, сприяє утворенню структурних дефектів при термічній обробці.

Для уникнення небажаного впливу точкових дефектів розроблені методи, що дозволяють нагромаджувати їх в неробочих ділянках пластин або взагалі виводити їх з пластин напівпровідника. Процес виводу та дезактивації дефектів прийнято називати гетеруванням. Цей термін вперше введений Готцбергом і Шоклі по аналогії з геттером в вакуумних лампах, що використовується для зняття слідів залишкових газів при отриманні високого вакууму. В застосуванні до напівпровідникової технології під гетеруванням розуміють:

• очистку об'єму напівпровідника від швидкодифундуючих домішок;

• попередження утворення центрів зародження структурних дефектів;

• скорочення раніше утворених структурних дефектів шляхом спрямованого руху точкових дефектів.

Для гетерування дефектів необхідно забезпечити рухливість точкових дефектів, звідси будь-який метод гетерування включає термообробку, температура та тривалість якої достатні для дифузії точкових дефектів із областей пластини, де формуються прилади, в область гетера. Існуючі методи можуть бути умовно розділені на три основні групи, в яких гетерування здійснюється за допомогою:

• шару напівпровідникового матеріалу з порушеною кристалічною структурою;

• нанесеного гетеруючого шару;

• термообробки в спеціальному середовищі.

Одним з методів термообробки в спеціальному середовищі є термічне окислення кремнію в хлормісткому середовищі,

Відомо, що додавання незначної кількості (0.1%...6%) хлору або його сполук в окислюючу атмосферу приводить до зменшення заряду і дефектів в окислі, зниженню густини поверхневих станів на межі поділу кремній-діоксид кремнію, підвищенню пробивної напруги та стабільності МОН-струкгур і т.ін.

Крім покращення властивості окислу при “хлорному" окисленні відбувається значне покращення властивостей кремнію, на декілька порядків зростає час життя неосновних носіїв, зменшується кількість дефектів пакування, покращуються параметри напівровідникових приладів.

Вивчення механізму гетерування при "хлорному" окисленні засвідчило, що покращення параметрів кремнію та виготовлених з нього приладів пов'язане з нейтралізацією небажаного впливу домішок лужних, перехідних та важких металів, які, взаємодіючи з хлором, або вилучаються з поверхні кремнію у вигляді летючих сполук, або перетворюються в нейтральні комплекси, що вже не впливають на характеристики приладів. Домішки золота та металів платинової групи важко гетеруються хлормісткою атмосферою, що, напевно, пов'язано з термодинамічною нестабільністю хлоридів при високих температурах.

Застосування хлору та хлористого водню при термічному окисленні ускладнюється через високу реакційну здатність цих реагентів. Тому досліджувалась можливість їх заміни іншими, менш хімічно активними газами, наприклад трихлоретаном, чотирихлористим вуглецем, трихлоретиленом, що за своєю дією на окисел подібні до хлору або хлористого вуглецю. Найефективнішими та безпечними в експлуатації є трихлоретан та трихлоретилен. На рис.1.3.1. показана схема установки для окислення пластин з використанням трихлоретилену. При високій температурі трихлоретилен розпадається з утворенням цілого ряду продуктів:

4С2HCl3+9O2( 2Н2О+6Сl2+8CO2

2H2O+2Cl2(4HCl+O2

Наявність води в продуктах піролізу трихлоретилену приводить до збільшенняшвидкості росту окислу, а присутність хлору і хлористого водню забезпечує гетерування домішок металів.

Експериментально встановлено, що окислення з добавками трихлоретилену покращує параметри МОН-структури, знижує струми втрат діодів, зменшує густину та розмір окислювальних дефектів пакування, причому збільшення концентрації трихлоретилену приводить до зменшення розмірів дефектів пакування, особливо помітному при високій температурі окислення

Рис. 1.3.1. Схема установки термічного окислення кремнієвих пластин:

1 -пластини; 2-барботер; 3 - термостат; 4 - реакційна камера.

(рис. 1.3.2). При певному співвідношенні температури окислення та концентрації трихлорстилену можна повністю уникнути появи утворення окислювальних дефектів пакування (рис. 1.3.3.).

Додавання невеликої кількості трихлоретилену дозволяє погасити утворення окислювальних дефектів пакування не лише в процесі "хлорного" окислення, а й при наступному звичайному окисленні в сухому кисні після зняття "хлорного" окислу. Це безпосередньо вказує на те, що в процесі обробки в хлормісткому середовищі відбувається гетерування центрів зародження дефектів пакування.

Одним із методів гетерування дефектів в плівках SiO2 на поверхні кремнієвої пластини є введення в ядра дислокацій домішкових атомів, що гальмують рух дислокацій під дією термомеханічних навантажень в процесі росту оксидної плівки. В цьому випадку незавершені зв'язки дислокацій та підкладки заповнюються валентними електронами домішкових атомів, в результаті чого зменшується рухливість дислокацій та гальмується один із механізмів утворення пор в плівках SiO2.

Рис. 1.3.2. Залежність розмірів окислюваних дефектів упаковки від витрат азоту, який пропускають через барботер з трихлоретиленом:

1 - температура окислення 1373 К, тривалість окислення 1 год.;

2 - температура окислення 1373 К, тривалість окислення 2 год.;

3 - температура окислення 1473 К, тривалість окислення 15 хв.;

4 - температура окислення 1473 К» тривалість окислення 1 год.

Рис. 1.3.3, Залежність температури окислення, при якій відсутні окислювані дефекти упаковки, від співвідношення концентрацій трихлоретилену та кисню в окислюваній атмосфері.

скачать бесплатно Вплив легування цинком на властивості МОН-структур.

Содержание дипломной работы

Метою цієї дипломної роботи є всебічне дослідження зарядових характеристик та параметрів розподілу МОН-структур з легованим в процесі гетерування дефектів шарів SіO2 та структур в цілому
Як згадано в [6,7] для барботування використовується вихідний розчин хлориду цинку концентрації 1 - 3%, або, при миттєвому випаровуванні розчину в реакторі, 0,001 - 0,025% розчин
ці домішки мають малі коефіцієнти дифузії в оксиді, тому оксид може застосовуватись для маскуванні при дифузії домішки в кремнію
Де Q0t - ефективна поверхнева густина цього заряду, приведена до одиниці площі межі розподілу Si-SiO2; (0t - істинна об'ємна густина заряду, захопленого в окислі
3, Залежність температури окислення, при якій відсутні окислювані дефекти упаковки, від співвідношення концентрацій трихлоретилену та кисню в окислюваній атмосфері
Сучасний рівень щільності пакування елементів ІС вимагає високої суцільності плівок у взаємозв'язку з необхідними електрофізичними параметрами елементів та їх стабільнісію
Процес завантаження-вивантаження пластин в реактор тривав не менше 5 хвилин для уникнення термоударів пластин та генерації при цьому дислокацій за рахунок термомеханічних навантажень
Руйнуючі методи: а) Анодне травлення використовується для виявлення дефектів в підкладці з полікристалічного кремнію [15] і має переваги хімічного травлення і методу наведення струму
Перевага цього методу полягає в більшій швидкодії і підвищенні точності в порівнянні з вольт-фарадним методом
2) проявлялися також в місцях контакту пластини з кварцовим човником і в значній мірі визначалися щільністю входження пластини в його пази
Використовуючи в якості відліку орієнтацію пластин кремнію і базового зрізу встановлено напрями ліній пороутворення в плівках диоксиду кремнію
Суттєво, що в цьому діапазоні концентрації пористість плівок диоксиду кремнію слабо залежить від концентрації розчину хлористого цинку
Залежності впливу опромінення та наступного вщпалу на 1/Тд: 1 - вихідні; 2 - після опромінення
 У зв’язку з особливостями науково-дослідних розробок для їх ефективного здійснення, координацій робіт, оперативного управління ходом робіт, передбачене сіткове планування та керування
В розрахунково - пояснювальній записці до дипломної роботи планування НДР здійснюється в наступній послідовності : Розбиття комплексу робіт на окремі етапи
Весь комплекс робіт ділиться на такі етапи : підготовчий; теоретична розробка теми; проведення експерименту; обробка даних, отриманих при експериментах; технічний звіт; Таблиця 1
Цей список включає перелік подій та їх індексацію, а також перелік робіт та їх коди
В більшості випадків при плануванні комплекса робіт творчого характеру, а також при плануванні нових досліджень, що не мають аналогів в минулому, не існує ні нормативів, ні досвіду роботи
Трудоємність виконання робіт та кількість виконавців
До основних параметрів сіткового графіка відносяться: де t (Lmах)-тривалість максимального шляху, який проходить через дану роботу ; t’(Lкр)- відрізок шляху, що співпадає з критичним шляхом
Оптимізація проведена за рахунок використання вільних резервів часу (Rвij) шляхом їх заміни на робочий час або часткової заміни (поділу резерву)
Норма амортизації для одного місяця : Аі = Ці(На /12 де Ці - вартість, На - норма амортизації
Вартість оренди приміщення в якому проводяться дослідження можна визначити знаючи: орендну плату за 1 м2 за місяць, площу приміщення і час роботи
Вартість матеріалів, витрачених на виготовлення дослідних взірців, проведення дослідів визначається на основі програми дослідів, норм розходу, цінами або по кількості годин досліджень і нормативах затрат на годину досліджень
Затрати на електроенергію розраховуються за формулою: Ес = Мд(Fд(Це(Кн де: МДН-встановлена потужність енергетичних струмоприймачів, кВт; Fд- дійсний фонд часу роботи даного виду обладнання, год
Нормована величина вагового коефіцієнту важливості ознаки Кожна названа ознака володіє деяким набором якостей
В економічній частині дипломного проекту було виконано планування НДР, для чого було використано систему сіткового планування і управлівння, що забезпечило чітке узгодження всіх робіт в часі
Для виконання робіт по дослідженню впливу легування на параметри МОН-структур застосовуються прилади: установка для вимірювання ВФХ АМЦ-1515 з напругою живлення 220 В; самописець з напругою живлення 220 В; ВЧ-генератор з напругою живлення 220 В
5-0143з такими характеристиками: максимальна продуктивність по повітрю: 500 м3/год; продуктивність по холоду: 2300 ккал/год; споживана потужність електроенергії: 1100 Вт
0; t4 - коефіцієнт втрат світла в сонцезахисних пристроях: при використанні штор 1
До заземлюючого пристрою підлягають приєднанню: корпуси електричних машин, апаратів, а також металеві корпуси любих переносних або пересувних електроприймачів