Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Epi proces1 Titul EPITAXNÍ PROCES. Epi proces2 Úvodní video.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Epi proces1 Titul EPITAXNÍ PROCES. Epi proces2 Úvodní video."— Transkript prezentace:

1 Epi proces1 Titul EPITAXNÍ PROCES

2 Epi proces2 Úvodní video

3 Epi proces3 Obsah •Krystalografická struktura křemíkuKrystalografická struktura křemíku •LeptáníLeptání •DepoziceDepozice •ReaktorReaktor •OhřevOhřev •ProcesProces •Likvidace odpadních plynůLikvidace odpadních plynů •MateriályMateriály

4 Epi proces4 Krystalografická struktura Křemík - Si a = 0,543 nm a Základem krystalografické struktury křemíku je plošně centrovaná kubická struktura - krychle s atomy ve vrcholech a ve středech stěn. Když se posune kopie takovéto struktury o 1/4 telesové uhlopříčky, původní i posunuté atomy tvoří diamantový typ struktury, což je také struktura křemíku. Každý atom křemíku má čtyři sousedy s kterými tvoří vazbu. Z hlediska elektrických vlastností je důležitá orientace krystalografické struktury vzhledem k povrchu křemíkové desky. V praxi jsou významné orientace a.

5 Epi proces5 Leptání Leptání povrchu křemíkové desky je důležitý krok před depozicí epitaxní vrstvy. Z povrchu se musí odstranit různé nečistoty a také vrstva křemíku s krystalografickými poruchami. Epitaxní vrstva roste správně pouze na dokonale čistém povrchu bez krystalografických poruch. Jakékoli nedokonalosti povrchu způsobují vznik poruch v epitaxní vrstvě. H H HCl H H H H H H Si H H Cl Si H Cl Si H H Cl Si Do epitaxního reaktoru vstupuje směs vodíku s chlorovodíkem. Při vysoké teplotě (1100°C) reaguje křemík na povrchu desky s chlorovodíkem a vodíkem za vzniku dichlorsilanu, trichlorsilanu a dalších chemických sloučenin křemíku s chlorem a vodíkem. Tyto sloučeniny jsou pri teplotě v reaktoru plynné. Leptáním se odstraňuje několik mikrometrů křemíku z povrchu desky. 1100°C

6 Epi proces6 As Depozice H H H H H P H Cl Si P Příklad pro substrát dopovaný arzénem - As a epitaxní vrstvu dopovanou fosforem -P. HCl Si H H Cl Si H H P Do epitaxního reaktoru vstupuje změs vodíku, trichlorsilanu a zdroje dopantu - fosfinu. Při vysoké teplotě (>1000°C) se trichlorsilan rozkládá na jednodušší sloučeniny. Jejich reakcí s vodíkem vzniká chlorovodík a volné atomy křemíku. Tepelným rozkladem fosfínu vznikají volné atomy fosforu. Tyto reakce probíhají obojím směrem. Atomy křemíku reagují s chlorovodíkem a pod. V důsledku vysoké teploty křemíkové desky se z ní uvolňují atomy arzénu. Tyto se ukládají v narůstající epitaxní vrstvě. Nežádoucí dopování epitaxní vrstvy dopantem substrátu se nazývá autodoping. Při povrchu křemíkové desky, kde je teplota nejvyšší (1100°C), jsou některé atomy křemíku zachyceny povrchem. Zachycený atom jistý čas putuje po povrchu, až najde energeticky nejvýhodnější místo odpovídající krystalografické struktuře. Podobně se ukládají i atomy dopantu. 1100°C Dokonalá epitaxní vrstva roste jen při dostatečně vysoké teplotě (nad 1100°C). Při nižších teplotách atomy rychle „ztuhnou“, dříve než najdou odpovídající místo v krystalové mřížce. Si

7 Epi proces7 Reaktor Barelový typ „Pancake“ typ Jednodeskový typ Velká kapacita Menší homogenita vrstev Velký autodoping Malá kapacita Vysoká homogenita a reprodukovatelnost vrstev Nepatrný autodoping Lepší homogenita vrstev Menší autodoping Menší kapacita

8 Epi proces8 Ohřev Vysokofrekvenční generátor Infra (IR) ohřev Susceptor se ohřívá absorpcí infračerveného záření z rozžhavených infralamp. Indukční (RF) ohřev Cívka v blízkosti susceptoru je napájená proudem z vysokofrekvenčního generátoru. Susceptor se ohřívá absorpcí elektromagnetického záření z cívky. Lepší regulace teploty Menší citlivost na zanášení zvonu Větší citlivost na zanášení zvonu Horší regulace teploty Susceptor a křemíkové desky musí být ohřáty na teplotu kolem 1100°C (podle technologických požadavků). Ostatní části epitaxního reaktoru v blízkosti susceptoru a vyhřívacích těles musí být chlazeny vodou anebo vzduchem.

9 Epi proces9 Proplach H 2 Depozice Proplach H 2 Leptání Proplach N 2 Chlazení Konec Ohřev Likvidace odpadních plynů Proces N2N2 H2H2 HClSiHCl 3 PH 3 Start Proplach N 2

10 Epi proces10 Likvidace odpadních plynů Do neutralizační stanice Z reaktoru Voda Odvod plynů

11 Epi proces11 Dusík - N 2 Nedýchatelný plyn bez barvy a zápachu. Je těžší jako vzduch a nehořlavý. Skladuje se kapalný v dewarových nádobách při teplotě -170°C. Zasažení pokožky kapalným dusíkem způsobuje těžké omrzliny. V epitaxním procesu se pouzívá na vyplachování pracovního prostoru epitaxního reaktoru.

12 Epi proces12 Vodík - H 2 Nedýchatelný plyn bez barvy a zápachu. Je lehčí jako vzduch. Je hořlavý a ve směsi se vzduchem vytváří třaskavou směs. Skladuje se ve velkokapacitních tlakových zásobnicích. V epitaxním procesu se používá jako nosný plyn v epitaxním reaktoru.

13 Epi proces13 Chlorovodík - HCl Silně zapáchající, žíravý, jedovatý plyn žlutozelené barvy. Je těžší jako vzduch a nehořlavý. Ve styku s vlhkým vzduchem vzniká mlha kyseliny chlorovodíkové. Již malé množství ve vzduchu způsobuje korozi kovů. Skladuje se kapalný v kontejnerech. V epitaxním procesu se pouzívá na leptání povrchu křemíkových desek před depozicí epitaxní vrstvy.

14 Epi proces14 Trichlorsilan - SiHCl 3 Po chloru zapáchající, žíravá, jedovatá kapalina. Její páry jsou těžší jako vzduch. Ve styku s vlhkým vzduchem vzniká mlha kyseliny chlorovodíkové a kysličníku křemičitého. Již malé množství ve vzduchu způsobuje korozi kovů. Skladuje se v sudech. V epitaxním procesu se pouzívá jako zdroj křemíku při depozici epitaxní vrstvy.

15 Epi proces15 Fosfin - PH 3 Nedýchatelný, prudce jedovatý zapáchající plyn. Na epitaxním pracovišti se používá ve směsi s vodíkem (40 ppm). Tato směs již není tak nebezpečná z hlediska jedovatosti, ale má nebezpečné vlastnosti vodíku. Směs fosfinu s vodíkem se skladuje v tlakových láhvích. V epitaxním procesu se používá jako zdroj fosforu na dopování epitaxní vrstvy.

16 Epi proces16 Diboran - B 2 H 6 Nedýchatelný, prudce jedovatý zapáchající plyn. Na epitaxním pracovišti se používá ve směsi s vodíkem (40 ppm). Tato směs již není tak nebezpečná z hlediska jedovatosti, ale má nebezpečné vlastnosti vodíku. Směs diboranu s vodíkem se skladuje v tlakových láhvích. V epitaxním procesu se používá jako zdroj bóru na dopování epitaxní vrstvy.


Stáhnout ppt "Epi proces1 Titul EPITAXNÍ PROCES. Epi proces2 Úvodní video."

Podobné prezentace


Reklamy Google