Курсовая: Полупроводниковые пластины - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Полупроводниковые пластины

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 9140 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Полупроводниковые пластины . Методы их получения Введение Современ ные полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы представляют собой чрезвычайно сложные устройства , отдельные компоненты которых имеют размеры не более доли микрометра . Изготовление таких устройств осуществляется на монокристаллических полупроводник овых пластинах с использованием фотолитографии . Полупроводниковые пластины , предназначенные для формирования изделий микроэлектроники , характеризуются с oв epшенной атомной структурой и высокой геометрической точностью обеспечения этих качеств разработана о р игинальная технология механической , химической и химико-механической обработки моно-кристаллических материалов , создано прецизионное оборудование , зачастую не имеющее аналогов в других отраслях народного хозяйства . Обработка полупроводниковых пластин треб у ет высокой квалификации операторов и обслуживающего персонала , неукоснительного соблюдения технологической дисциплины и обязательного поддержания особой чистоты применяемых материалов и вакуумной гигиены в производственных помещениях . Фотолитографические процессы - важнейшая составная часть технологии изготовления микроэлектронных приборов . Именно они обеспечивают формирование элементов структур с субмикронными размерами и хорошую их воспроизводимость . На современном обо - рудовании достигается разрешающая способность , позволяющая получать несколько тысяч линий на миллиметр . Необходимым условием качественной фотолитографии является наличие бездефектных высокоточных фотошаблонов . § 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЫХ ПРИБОРОРОВ И МИКРОСХЕМ Общая схема технологического процесса Возникновение современной технологии полупроводниковых приборов относится к 1957-1958 гг ., когда были открыты локальная диффузия по оксидной маске и фотолитография . Сочетание этих методов за ложило основу планарной ( plane - плоско cть ) технологии полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (ИМС ). В настоящее время она является доминирующей технологией полупроводникового производства . Планарную технологию применяют для создания твердо тельной структуры , содержащей полупроводниковый кристалл с определеннным распределением легирующих элементов ( p-n - переходов ), систему внутренних соединений с диэлектрической изоляцией , а также для формирования внешних выводов этой структуры и ее защиты . Общая технологическая схема процессов производства полупроводниковых приборов показана на рис . 1. Она включает комп лексы подготовительных процессов , процессов групповой и индивидуальной обработки. В комплекс подготовительных процессов входят : инженерное проектирование схемы , разработка ее топологии и соответствующего комплекта фотошаблонов , а также ряд заготовительных операций - подготовка полупрово дниковых подложек , корпусов приборов и др . Формирование самой структуры прибора происходит при групповой обработке , которая состоит из процессов окисления , диффузии примесей , эпитаксии , вакуумного напыления , фотолитографии и технохимической обработки . Раз вернутая схема групповой обработки пластины при формировании прибора на примере эпитаксиально-планарной структуры представлена на рис . 2. Показанная на схеме часть технологического процесс а изготовления приборов связана с одновременным получением множества идентичных структур (кристаллов ) на одной полупроводниковой пластине . Цикл групповой обработки заканчивается получением межсоединений на поверхности кристаллов пластины . В индивидуальную обработку входят сборочно-контрольные процессы (разделение групповой пластины на отдельные кристаллы , монтаж кристаллов в корпусах , приварка выводов , герметизация , контроль , механические и климатические испытания,окраска , маркировка и упаковка ). Отдельны е этапы технологического процесса групповой обработки - фотолитография , диффузия , контроль и др . - включают до десяти операции , выполняемых по типовым операционным картам и технологическим инструкциям . Общее число операций изготовле - ния ИМС (без учета под г отовительных операций ) может достигать 150 ,а продолжительность полного цикла обработки составляет около 100 ч . Особенностью конструкции полупроводниковых приборов является сверхминиатюрность их элементов . Толщина диэлектрических и металлических покрытий этих приборов обычно не превышает 1 мкм , а толщина активных областей структур составляет десятые доли микрометра . Так , толщина базы СВЧ-транзистора может составлять 0,1 , а эмиттера - О ,15 мкм . Следует также учитывать , что при изготовлении этих приборов производят большое число сложных последовательных операций над одним и тем же кристаллом , что сказывается на проценте выхода годных приборов . В полупроводниковом производстве суммарный процент выхода годных приборов зависит от процента их выхода на отдел ь ных этапах технологического цикла : N сумм = (N 0 /100) n *100, где N o - средний процент выхода годных структур на единичной операции технологического цикла , n - число oпераций цикла . Таким образом , если технологический цикл изготовления прибора содержит 100 опе раций,то даже при N 0 =95 % N сумм =1,6 %. Поэтому следует помнить , что процент выхода годных полупроводниковых приборов и их качество в значительной степени зависят не только от совершенства технологии , но и от мастерства рабочего , выполняющего ту или иную т ехнологическую операцию. § 2. Характеристика технологических операций Подготовка полупроводниковых подложек. Эта операция относится к заготовительным процессам изготовления приборов , Слитки полупроводниковых материалов диаметром 100 мм и более режут перпе ндикулярно их продольной оси на пластины толщиной до 1 мм . После этого пластины шлифуют до устранения неровностей и нарушенного слоя . При шлифовке последовательно применяют более тонкие шлифовальные составы , чтобы свести к минимуму нарушения кристаллическ о й структуры пластины . В планарной технологии все элементы полупроводниковых приборов создают cя в приповерхностной области подложки , поэтому качество и состояние поверхности пластины имеют важное значение . Поверх ? ость пластины полируют для окончательного сн ятия с нее дефектов и доведения ее до необходимой чистоты . Для этого применяют различные способы полирования : механический , химический , химико-механический , электрохимический и плазмо-химический . Для окончательной подготовки рабочей поверхности пластины с л ужит химическая обработка , назначение которой заключается в удалении загрязнений , о статков оксидов и в обезжиривании . В технологическом процессе изготовления приборов химическую обработку подложек используют многократно . Подготовка подложек , как правило, не связана с выпуском конкретных приборов и практически не влияет на длительность периода запуска прибора в производство , однако во многом определяет возможности технологии . Особенностью планарной технологии является повторение одно-типных технологических операций , которые можно проследить по технологической схеме процесса , приведенного на рис . 2. Изменение количества таких последовательностей дает возможность производить любые планарные приборы (от простых диодов до сложных интегральных схем ). При этом ос н ова операций часто остается неизменной , а изменяются только технологические режимы и фото-шаблоны , используемые для фотолитографии . Каждая последовательность формирует определенную часть структуры : базовую или эмиттерную область , контакты и т . д . Последов а тельность изменения структуры полупроводникового кристалла при формировании энитаксиально-планарного n-р -n - кремниевого транзистора показана на рис . 3. Исходная эпитаксиальная структура представляет собой кремниевую пластину 2, на поверхности которой выра щен эпитаксиальный слой кремния 1 толщиной несколько микрометров . Поверхность эпитаксиальной структуры покрывают защитной пленкой оксида кремния 3 и с помощью фотоли тографии в ней вытра вляют окно . Диффузией акцепторной примеси в эпитаксиальном слое формируют базовую р -область 4. Затем окно снова покрывают пленкой оксида и в ней вновь вытравляют окно для создания эмиттерной n -области 5 диффузией донорной примеси . Заключительным этапом яв ляется формирование металлических контактов 6 ко всем областям транзисторной структуры . Получение диэлектрических пленок . Диэлектрические пленки используют в качестве маскирующих покрытий при диффузии , а в готовых приборах и схемах - в качестве защиты и и з оля - ции элементов и линий металлизации . Диэлектрические пленки являются одним из наиболее ответственных элементов структуры приборов и во многих случаях определяют механизм отказов и , следовательно , надежность приборов . Любые неоднородности диэлектрическ и х пленок как при маскировании , так и при защите почти неизбежно приводят к дефектам и отказам приборов . Эксплуатационным требованиям достаточно полно отвечает диоксидил кремния (Si0 2 ), получаемый при нагревании поверхности ремния в присутствии кислорода (т ермическое окисление ). Пленка SiO 2 обладает наилучшими маскирующими свойствами и высокими электрическими параметрами . Хорошо растворяясь в плавиковой кислоте . SiO 2 в то же время практически стабилен по отношению к смесям HF+HNO 3 , что позволяет эффективно и спользовать его в качестве маски при селективном травлении кремния . Термическое окисление применимо только к кремнию . Окисление кремния проводят в однозонных диффузионных печах со специальными газораспределительными устройствами при 50-1200° С . Рост оксид а происходит на границе раздела оксид-кремний , следовательно , окислитель (кислород или молекулы воды ) диффундирует сквозь растущую оксидную пленку к его границе , где вступает в реакцию с кремнием . В связи с этим скорость роста оксидной пленки со временем п а дает , как это показано на рис . 4.. В зависимости от окислительной среды различают термическое окисление в сухом кислороде , в атмосфере водяного пара и комбинированное . Термическое окисле ние кремния в сухом кислороде характеризуется наибольшей продолжительностью и более высоким качеством пленки по сравнению с окислением в атмосфере водяного пара , о чем свидетельствует ее высокая плотность (2.27 г /см 3 ). В этом случае для получения пленки Si O 2 толщиной 1 мкм при 1300°С требуется 15 ч . Процесс окисления кремния в атмосфере водяного пара ( гидротермальное окисление ) харак - теризуется большими скоростями роста и возможностью получения толстых (2-3 мкм ) пленок SiO 2 . Основным недостатком процесса окисления в атмосфере водяного пара является низкое качество получаемых пленок и , как следствие , ухудшение их защитных свойств . Низкая плотность пленок (около 2 г /см 3 ) связана с их пористостью из-за наличия водорода и гидроксильных групп ОН . Поэтому термич еский оксид обычно создают при комбинированных режимах окисления , чередуя этапы выращивания пленок в сухом и влажном кислороде . Наиболее часто окисление проводят в три стадии : в сухом кислороде , увлажненном -для ускорения процесса и наращивания достаточно толстой пленки и вновь - в сухом . Термическое окисление связано с воздействием высокой температуры , что приводит к диффузионному размыванию (изменению геометрии ) формируемой структуры прибора . Для снижения тем пературы применяют способы осаждения пленок S i O 2 из летучих кремнийорганических соединений при 700°С , причем они уни версальны почти для всех полупроводников . Большое распространение получил способ пиролитического осаждения диоксида кремния с использованием тетраэтоксисилана , пиролиз (т . е . термическо е разложение ) которого протекает согласно реакции Si (ОС 2 Н 5 ) 4 Si0 2 +4C 2 H 4 + 2Н 2 0 Скорость осаждения пленки при 750°С составляет 0,03 мкм /мин . Кроме SiO 2 в планарной технологии в качестве защитного и мас кирующего покрытия используют пленки нитрида кремни я Si 3 N 4 , являющиеся более плотными и непроницаемыми по отношению к диффузиантам , чем пленки SiO 2 . Основным способом получения пленок нитрида кремния является пиролитическое осаждение , реакция которого протекает при взаимодействии силана и аммиака : 3SiH 4 + 4NH 3 =Si 3 N 4 + 12Н 2 Осаждение Si 3 N 4 происходит при 900°С . Возможно также исполь - зование реакции взаимодействия четыреххлористого кремния с аммиаком 3SiCl 4 +4NH 3 Si 3 N 4 + 12НС l Нитрид кремния осаждают на установках эпитаксиального на - ращивания или в диффуз ионных однозонных печах , снабженные специальным устройством газораспределения . Скорость осаждения нитрида кремния зависит от температуры и расхода силана и аммиака . Фотолитография . Электрические и эксплуатационные характеристики изготовляемых микроэлектро н ных приборов неразрывно связаны с размерами элементов и их взаимным расположением . Фотолитография является основным и практически единственным способом прецизионной локальной микрообработки , применяемым для получения необходимых размеров и конфигураций эл е ментов ИМС (от единиц до десятых долей микрометра ). Фотолитография состоит из совокупности целого ряда физических , фотохимических и химических процессов и используется для созания защитного рельефа (маски ) на поверхности полупроводниковой пластины . Для эт о го применяют специальный светочувствительный мматериал - фоторезист , обладающий устойчивостью к воздействию агрессивных средств (кислот , щелочей ) . Тонкий слой фоторезиста наносят на полупроводниковую подложку и производят засветку (экспонирование ) через с пециальный инструмент - фотошаблон , имеющий прозрачные и непрозрачные для используемого света участки , определяющие топологию прибора . Под действием света в фоторезисте протекают фотохимические реакции , которые в зависимости от типа используемого фоторези с та приводят к усилению или ослаблению его растворимости в определенных химических растворах . Мосле проявления на поверхности подложки остается защитный слой фоторезиста , повторяющий позитивное или негативное изображение фотошаблона . Последующее использова н ие защитного рельефа в зависимости от технологического этапа изготовления прибора заключается в травлении материала подложки на незащищенных фоторезистом участках или нанесение какого-либо материала на эти участки . Так , при проведении фотолитографии по с л ою SiO 2 при травле - нии проводят селективное удаление диэлектрика над теми участками полупроводника , где должны быть созданы диффузионные структуры , а при фотолитографии по слою металла формируют топологию контактных площадок , межсоединений , пассивных элем ентов . В процессе изготовления приборов операции фотолитографии многократно повторяют (до 10-12 раз в сложных ИМС ). При этом на каждом этапе изображение используемого фотошаблона должно с высокой точностью совмещаться с рисунком на подложке , полученным на предыдущих операциях фотолитографии . Таким образом , создается геометрия планарного прибора , его активных областей , контактов , соединений и т . д . Для проведения фотолитографии используют механическое , оптико-механическое и химическое оборудование , к котор ому предъявляют повышенные требования . Диффузия примеси. Целью проведения диффузии является внедрение атомов легирующего элемента в кристаллическую решетку полупроводника для образования р -n -перехода на глубине X пер . В этом случае концентрация введенной п римеси оказывается рав ной концентрации исходной примеси N исх в полупроводнике . Раз меры диффузионной области в плане определяются размерами окна в слое диэлектрика , так как скорость диффузии примеси в SiO 2 и Si 3 N 4 на несколько порядков ниже , чем в полупро воднике . Различные способы диффузионного легирования различаются фазовым состоянием легирующей примеси (газообразное , жидкое , твердое ), подводом примеси к подложке и конструкцией установок . В большинстве случаев диффузию проводят в окислительной атмосфере . Температура диффузионного легирования кремния 1050- 1200°С . Диффузия в полупроводник в большинстве случаев происходит за счет перемещения диффундирующих частиц , по вакантным узлам кристаллической решетки . Кроме этого , возможны прямой обмен атомов местам и в узлах кристаллической решетки и перемещение атомов по междоузлиям . В качестве легирующих примесей выбирают элементы , имеющие достаточно высокую скорость диффузии и хорошую растворимость в полупроводнике при температуре диффузии . Для кремния в каче ств е диффузантов чаще всего используют элементы III и V групп таблицы Д . И . Менделеева . Основной донорной примесью является фосфор , который по сравнению с часто применяемыми сурьмой и мышьяком имеет более высокую скорость диффузии в кремний . В качестве акцеп торных примесей используют алюминий , галлий , индий и бор . Бор применяют наиболее часто , поскольку он обладает наиболее высокой предельной растворимостью . Одним из эффективных способов создания р -n -переводов является ионное легирование . Ионы легирующего ве щества , обладающие высокой энергией , направляются на поверхность полупроводника и внедряются в его кристаллическую решетку . При этом ионы вызывают каскад смещений атомов полупроводника , приводя к образованию аморфизированных областей , в которых кристаллич е ская структура решетки нарушена . Для получения высокой концентрации активных примесей (помещения их в узлы кристаллической решетки ) и восстановления кристаллической структуры полупроводника после ионного легирования требуемся отжиг , который проводят при 4 00-700°С . Внедренные и смещенные атомы при этих температурах приобретают подвижность , достаточную для перехода в вакантные узлы и упорядочения структуры . Процесс ионного внедрения характеризуется энергией ионов , плотностью тока ионного пучка , дозой облуче ния . Изменяя пара метры ионного пучка , можно управлять профилем распределения концентрации внедренных ионов и с высокой точностью изменять концентрацию примесей в полупроводнике . Эпитаксия . Это технологический процесс выращивания тонких монокристаллическ их слоев полупроводника на монокристалличе cки x подложках . Материал подложки в процессе выращивания играет роль затравочного кристалла , а получаемая пленка является продолжением ее структуры . Характерной особенностью эпитаксии является возможность формиров а ния слоев с заданными электро-физическими свойствами и геометрическими размерами . Так , если в процессе эпитаксиального выращивания наряду с атомами полупроводника в росте пленки участвуют и атомы легирующего элемент a, то на границе раздела пленка - подлож к а можно получить p-n-переход или изотопные переходы n + - n и р + - р . Таким образом , в тонких слоях (2-10 мкм ) эпитаксиально-планарных структур создаются элементы ИМС , а подложка толщиной 500 мкм яв ляется несущей конструкцией . При создании приборов диффуз ионным легированием число диффузионных процессов может быть ограниченно . Так , при проведении трех диффузионных процессов трудно получить нужную концентрацию примеси в нижнем слое , в особенности если он должен иметь высокое удельное сопротивление , т . е . ни з кую концентрацию носителей . Гораздо легче получать слои с требуемым распределением примесей , если они вводятся в процессе выращивания эпитаксиальных пленок . Равномерное распределение примесей , которое неосуществимо в диффузионных слоях , легко достигается при эпитаксии . При совместном использовании эпитаксии и диффузии улучшаются эксплуатационные характеристики полупроводниковых приборов . Процесс эпитаксиального наращивания слоев полупроводника заключается в осаждении его атомов на подложку , в результате ч его на ней вырастает слой , кристаллическая структура которого подобна структуре подложки . Эпитаксиальный слой обладает теми же структурными дефектами , что и подложка , поэтому для получения надежных полупроводниковых приборов первостепенное значение имеют ч истота и структурное совершенство материала подложек . Наибольшее распространение в производстве полупроводниковых приборов получили способы газофазной и жидкофазной эпитаксии . Способ газофазной эпитаксии , являющийся наиболее простым в условиях серийного и массового производства , используется для формирования тонких слоев кремния и сложных полупроводникор типа А III В V , а жидкофазной -в основном для получения этатакси - альных слоев арсенида галлия и гетероструктур на его основе (нап ример , GaAs-GaAlAs). При формировании кремниевых эпитаксиальных пленок спосо бом газофазной эпитаксии используют реакции восстановления тетрахлорида (SiCl 4 ) или трихлорсилана (SiHCl 3 ) над кремниевыми подложками . Парогазовая смесь соответствующего состава прохо дит над нагретой до определенной температуры подложкой , осаждаясь на ней в виде монокристаллического слоя . Обычно такие процессы осуществляют в кварцевых реакторах . При восстановле нии тетрахлорида в качестве газа-носителя используют водород . При этом происходит следующая ре а кция : SiCI 4 +2H 2 4HCI+Si Для качественного проведения процесса осаждения температура подложек должна быть 1100-1300°С . При получении эпитаксиальных слоев с заданными свойствами в состав парогазовоя смеси вводят легирующую добавку . При формировании эпитакс иальных пленок арсенида галлия способом жидкофазной эпитаксии сначала получают расплав полу проводникового материала с соответствующими легирующими добавками , а затем подложку подводят к поверхности раствора-расплава . После установления теплового равновес и я между ними их охлаждают по соответствующему закону для эпитаксиального осаждения пленки на подложку . Металлизация полупроводниковых структур . Этот способ ис пользуется для формирования межсоединений в ИМС , создания контактных площадок и состоит из двух этапов - металлизации и фотолитографии по металлической пленке . Нанесение металлизации в планарной технологии осуществляется либо термическим испарением , либо катодным распылением . При вакуумном термическом испареении металл нагревают электрическим током или бомбардируют его электроннонным лучом . Перенос потока испаряемых частиц в пространстве источник - подложка зависит от степени вакуума и определяется длиной свободного пробега молекул . При соударении атомов испаряемого вещества с поверхностью подложки происходит конденсация - процесс перехода вещества из газообразной в твердую или жидкую . Качество напыленных пленок зависит от степени очистки , температуры подложки , а также от скорости испарения , вакуума , геометрии системы и др . Катодное распыление целе сообразно применять для получения пленок тугоплавких металлов (с высокой температурой испарения ) -титана , вольфрама , молибдена . Для этого в вакуумную камеру напускают при небольшом давлении ( 1,0 Па ) газ и , подавая постоянное или переменное напряжение 3- 5 кВ , между элек тродами зажигают тлеющий разряд . Образовавшиеся при этом положительные ионы газа ускоряются по направлению к катоду , выполненному из распыляемого материала , и бомбардируют его . Атомы распыляемого катода осаждаются на полупроводниковую подло жку и образуют сплошную металлическую пленку . Фотолитографией по металлической пленке формируют требуемую конфигурацию проводников межсоединений и контактные площадки для присоединения схемы к внешним выводам корпуса . После окончания групповой обработки пластины со сформированными структурами поступают на сборку приборов (индивидуальная обработка ). Сборка. В процессе сборки разделяют пластины на отдельные кристаллы , монтируют кристалл в корпус , присоединяют электрические выводы к контактным площадкам кри сталла и выводам корпуса и герметизируют корпус . Чтобы гарантировать надежную работу изготовленных приборов , их подвергают испытаниям , которые проводят согласно техни ческим условиям на каждый тип прибора . Испытания включают комплекс операций : измерение э лектрических параметров и классификацию приборов , определение механической и климатической стойкости приборов , проверку их герметичности и определение гарантийного срока службы . Кроме того , в процессе изготовления приборов постоянно проводится межоперацио нный контроль , позволяющий следить за ста бильностью технологического процесса . При необходимости коррек тируют режимы обработки (температуру , концентрацию , время ). По данным межоперационного контроля партия пластин может оказаться забракованной и снятой с дальнейшей обработки . Даже при нормальном протекании процесса часть кристаллов групповой пластины оказывается дефектной (из-за проколов в за щитных масках , локальных загрязнениях и пр .). Эти кристаллы обнаруживаются лишь на завершающем этапе групповой об работки - после получения межсоединений и периферийных контактов , когда осуществляется контроль прибора на правильность функционирования . В дальнейшем эти кристаллы отбраковываются и не поступают на сборочные линии . § 3. Общие сведения об изготовлении под л ожек Для получения качественных приборов и иатегральнх схем необходимы однородные пластины с поверхностью , свободной от дефектов и загрязнений . Приповерхностные слои пластин не должны иметь нарушений кристаллической структуры . Оченьа жесткие требования пр едъявляют к геометрическим характеристикам пластин , особенно к их плоскостности . Плоскосткость поверхности имеет определяющее значение при формировании структур приборов методами оптической литографии . Важны и такие геометрические параметры пластина как п р огиб , непараллельность сторон и допуск по толщине . Для обеспечия требуемых параметров разработаны различные технологические варианты изготовления пластин . В зависимости от характеристик обрабатываемого материала варианты изготовлениян имеют свои особеннос ти , но , как правило , состоят ят из одних и тех же базовых операций , применяемых в различных сочетананиях . К базовым операциям относят предварительную подготовку разделение его на пластины , шлифование пластины , свободным или связанным абразивом , формирован и е фасок , химческое травление пластин , их полирование и очистку . Предварительная подготовка слитка заключается в калибровке его наружного диаметра до заданного размера , стравливании нарушенного слоя , изготовлении базовых и дополнительных срезов , подготовке торцовых поверхностей с заданной кристаллографической ориентацией . Затем разделяют слиток на пластины определнной толщины . Целью последующего шлифования явля ется выравнивание поверхности отрезанных пластин , уменьшение разброса их толщин , формирование од н ородной поверхности . Фаски с острых кромок пластин снимают для того , чтобы удалить сколы , образующиеся при резке и шлифовании . Кроме того , острые кромки пластин являются концентраторами напряжений и потенциальными источниками структурных дефектов , которые могут возникнуть при перекладывании пластин и прежде всего при термических обработках (окислении , диффузии , эпитаксии ). Химическим травлением удаляют нарушенные приповерхностные слои , после чего полируют обе стороны пластин или ту сторону , которая предназ начена для изготовления структур приборов . После полирования пластины очищают от загрязнений , контролируют и упаковывают . При изготовлении приборов способами наиболее распространенной планарной технологии и ее разновидностей используют только одну , так на зываемую рабочую сторону пластины . Учитывая значительную трудоемкость и высокую стоимость операций по подготовке высококачественных пластин с бездефектной поверхностью , некоторые варианты изготовления пластин предусматривают несимметричную , т . е . неодинак о вую , обработку их сторон . На нерабочей стороне пластины оставляют структурнодеформированный слой толщиной 5-10 мкм , который обладает свойствами геттера , т . е . способностью поглощать пары и газы из корпуса полупроводникового прибора после его герметизации з а счет очень развитой поверхности . Дислокационная структура слоя , обращенная к рабочей по верхности пластины , обладает способностью притягивать и удерживать структурные дефекты из объема полупроводникового кристалла , что значительно повышает надежность и улучшает электро-физические параметры приборов . Однако несимметричная обработка сторон пластин создает опасность их изгиба . Поэтому глубину нарушений на нерабочей стороне следует строго контролировать . Использование в полупроводниковом производстве пласти н стандартизованных размеров позволяет унифицировать оборудование и оснастку на всех операциях , начиная от их механической обработки и заканчивая контролем параметров готовых структур . В отечественной и зарубежной промышленности нашли применение пластины д иаметром 40, 60, 76, 100, 125, 150 и 200 мм . Для получения пластины заданного диаметра осуществляют калибровку выращенного проводникового монокристаллического слитка . § 4. Калибровка сли тков Как правило , калибровку производят способом наружного круглого шлифования алмазными кругами на металлической связке (рис . 5). При этом используют как универсальные круглошлифовальные станки (рис . 5, а ), так и специализированные станки (рис . 5, б ), по зволяющие производить калибровку с малыми радиальными силами резания . Если при калибровке кремниевого слитка на универсальном круглошлифовальном станке глубина нарушенного слоя достигает 150-250 мкм , то применение специализированных станков обеспечивает с н ижение глубины нарушенного слоя до 50-80 мкм . Калибровку чаще всего проводят в несколько проходов . Сначала за первые черновые проходы снимают основной припуск алмазными кругами зернистостью 160-250 мкм , затем осуществляют чистовую обработку алмазными круг а ми зернистостью 40-63 мкм . После калибровки Цилиндрической поверхности на слитке выполняют базовый и дополнительные (маркировочные ) срезы . Базовый срез делают для ориентации и базирования пластин на операциях фотолитографии . Дополнительные срезы предназначены для обозначения кристаллографической ориентации пластин и типа проводимости полупроводниковых материалов . Примеры расположения базовых и дополнительных срезов показаны на рис . 6, а - к . Ширины базового и дополнительных срезов регламентированы и зависят от диаметра слитка . Базовый и дополнительные срезы изготовляют шлифованием на плоскошлифовальных станках чашечными алмазными кругами по ГОСТ 16172-80 или кругами прямого профиля по ГОСТ 16167-80. Зернистость алмазного порошка в кругах выбирают в пределах 40/28-63/50 мкм . Один или несколько слитков закрепляют в специальном приспособлении,ориентируя необходимую кристаллографическую плоскость параллельно поверхности стола станка . В зону обр а ботки подают смазочно-охлаждающую жидкость (например , воду ). Срезы можно также изготовлять на плоскодоводочных станках с применением абразивных суспензий на основе .порошков карбида кремния или карбида бора с размером зерен 20-40 мкм . Шлифование свободным абразивом позволяет уменьшить глубину нарушенного слоя , но при этом снижается скорость обработки . Поэтому наиболее широко в промышленности распространено шлифование цилиндрической поверхности и срезов алмазными кругами . После шлифования слиток травят в п олирующей смеси азотной , плавиковой и уксусной кислот , удаляя нарушенный слой . Обычно стравливают слой толщиной 0,2-1,0 мм . После калибровки и травления допуск на диаметр слитка составляет 0,5 мм . Например , слиток с номинальным (заданным ) диаметром 60 мм м ожет иметь фактический диаметр 59,5-60,5 мм . § 5. Разделение полупровод н иковых слитков на пластины Промышленное получение полупроводниковых монокристаллов представляет собой выращивание близких к цилиндрической форме слитков , которые необходимо разделит ь на заготовки-пластины . Из многочисленных способов разделения слитков на пластины (резка алмазными кругами с внутренней или наружной режущей кромкой , электрохимическая , лазерным лучом , химическим травлением , набором полотен или проволокой , бесконечной ле н той и др .) в настоящее время наибольшее применение нашли резка алмазными кругами с внутренней режущей кромкой , набором полотен и бесконечной лентой . А л м а з н ы й к р у г с в н у т р е н н е й р е ж у щ е й к р о м к о й . (AКВ P) обеспечивает разделение слитков достаточно большого диаметра (до 200 мм ) с высокой производительностью , точностью и малыми потерями дорогостоящих полупроводниковых материалов . Круг АКВР представляет собой металлический кольцеобразный корпус толщиной 0,05-0,2 мм , на внутренней к р омке которого закреплены алмазные зерна , осуществляющие резание . Корпус изготовляют из высококачественных коррозионно-стойких хромоникелевых сталей с упрочняющими легирующими добавками . В отечественной промышленности для корпусов используют сталь марки 12 Х 18Н 10Т . Формообразование ленты производят способом холодной прокатки , в результате чего достигается прочность на разрыв до 1760-1960 МПа . Недостатком холодной прокатки является возникновение у ленты анизотропии механических свойств , что объясняется деформ ацией и направленной ориентацией зерен , образующих структуру стали . Анизотропия текучести ленты в направлении прокатки и в направлении , перпендикулярном ей , препятствует равномерному натяжению корпуса круга . Уменьшить анизотропию можно совершенствованием и сходной структуры стали до прокатки и применением термообработки . Алмазосодержащий режущий слой на внутренней кромке корпуса формируют гальваностегией . В электролотическую ванну посещают корпуса , защищенные изоляторами по всей поверхности , исключая внутре ннюю кромку . Ванну заполняют электролитом и засыпают в нее алмазный порошок требуемой зернистости . При пропускании постоянного электрического тока между анодом и корпусами на внутренней кромке осаждается металлический слой , захватывающий и прикрепляющий к корпусу алмазные зерна . осаждаемый металлический слой называется связкой . Чаще всего это никель или кобальт . Толщина режущей кромки в два-три раза больше толщины корпуса . Размер алмазных зерен , закрепленных на внутренней кромке , выбирают в зависимости от физико-механических свойств разрезаемого полупроводникового материала (таердости , хрупкости , способности к адгезии , т . е . прилипанию к режущей кромке ). Как правило , для резки кремния целесообразно использовать алмазные зерна с размером основной фракции 40- 60 мкм . Зерна должны быть достаточно прочными и иметь форму , близкую форме правильных кристаллов . Германий и сравнительно мягкие полупроводниковые соединения типа А 3В 5 (арсенид галлия , арсенид индия,антимонид индия , фосфид галлия и др .) целесообразно реза т ь алмазами , размер зерен основной фракции которых 28-40 мкм . Требования к прочности этих зерен не столь высоки , как при резке кремния . Монокристаллы сапфира , корунда , кварца , большинства гранатов разделяют высокопрочными кристаллическими алмазами размер з е рен основной фракции которых 80-125 мкм . В связи с тем что диаметры слитков и механические свойства разрезаемых материалов разнообразны , используют круги АКВР различных типоразмеров . Характеристики наиболее распространенных из них приведены в табл-З . Схе му резки полупроводникового слитка кругом АК.ВР показана на рис . 22. Круг 1 растягивают и закрепляют на барабане 2, который приводят во вращение вокруг своей оси . Слиток 3 вводят во внутреннее отверстие круга АКВР на расстояние , равное сумме заданной толщи ны пластины и ширины пропила . После этого производят прямолинейное перемещение слитка относительно вращающегося круга в результате чего отрезается пластина . Отрезанная пластина может падать в сборный лоток или же удерживаться после полного прорезания слит ка на оправке 4 клеящей мастикой 5. После сквозного прорезания слитка его отводят в исходное положение и круг выходит из образованной прорези . Затем слиток снова перемещают на заданный шаг во внутреннее отверстие круга и повторяют цикл отрезания пластины . Обязательным условием качественного разделения слитка на пластины является правильная установка и закрепление круга AК BP. Высокая прочность материала корпуса круга и его способность к зн ачительному вытягиванию дают возможность натянуть круг на барабан с достаточной жесткостью . Жесткость круга непосредственно влияет на точность и качество поверхности пластин , на стойкость круга , т . е . срок его службы , и ширину пропила . Недостаточная жестк о сть приводит к возникновению дефектов геометрии пластин (неплоскостности , прогиба , разброса по толщине ) и увеличению ширины пропила , а чрезмерная жесткость - к быстрому выходу круга из строя из-за разрыва корпуса . Установлено , что для каждого типоразмера круга AК BP существует оптимальная жесткость корпуса , при которой обеспечиваются высокие стойкость круга и качество пластин , а также минимальная ширина пропила . Разработано несколько способов оценки и контроля жесткости круга . Наиболее простой из них основ ан на измерении диаметра внутреннего отверстия круга . За счет растяжения материала корпуса круга при его установке диаметр внутреннего отверстия увеличивается на 0,5-1,0% его исходного значения . Измеряя увеличение диаметра внутреннего отверстия специальны м индикатором и доводя его до заданного значения , добиваются требуемой жесткости круга . Можно оценить жесткость круга по его прогибу под действием сосредоточенной нагрузки . Наиболее объективную оценку жесткости позволяет произвести способ , основанный на из мерении собственной частоты колебаний натянутого корпуса . Изменение жесткости круга вызывает изменение его собственной частоты колебаний , что проявляется , например , при изменении высоты звука , возникающего при легком постукивании по кругу . Измерение собственной частоты колебаний натянутого круга осуществляют с помощью специального прибора , состоящего из бесконтактного возбудителя колебаний (электродинамического громкоговорителя ), бесконт актного датчика и измерительного блока . Частота возбуждающих колебаний задается генератором низкой частоты . По максимальному показанию индикатора устанавливается момент совпадения частоты генерируемых колебаний резонансной частотой круга . Оптимальные част о ты собственных колебаний кругов с корпусами толщиной 0,1 мм , изготовленных из стали марки 12Х 18Н 10Т , следующие : круг АКВР 206X83- 1100-1200 Гц ; АКВР 305XIOO-800-850 Гц , AKBP 422Х X 152 - 550-600 Гц . Разрезаемый слиток закрепляют на специальной оправке , пр ичем способ крепления зависит от того , как извлекают из зоны обработки отрезанные пластины . Если пластина после отрезания от слитка падает в заполненный водой сборный лоток , то слиток крепят только одним торцом к оправке . Однако такой способ приводит к бо ю большого количества пластин , так как довольно легкая пластина может прилипнуть к смоченному корпусу круга и разбиться при его быстром вращении . Для того чтобы исключить прилипание отрезаемой пластины , ее поддерживают вакуумной присоской , которая фиксируе т ее в процессе отрезания и переносит в сборный лоток или на ленту транспортера . Включение и перемещение вакуумной присоски осуществляются автоматически . Отрезанные пластины могут удерживаться на оправке клеящей мастикой , нанесенной на образующую слитка . Д остаточно толстый и широкий слой мастики удерживает отрезанные пластины без оправки (рис . 8). При наклеивании торца слитка 1 на оправку обычно используют шеллак или эпоксидную смолу . Шеллак - это природное органическое вещество , имеющее пластинчатое строен ие . Он плавится при 75-90°С и растворяется в этиловом спирте . Оправку нагревают до температуры плавления шеллака и "аносят его тонкий слой . Затем сильно прижимают слиток к оправке , выдавливая излишки шеллака , и охлаждают . Эпокоидная смола-это синтетическо е вещество , обладающее в твердом состоянии высокой механической прочностью . После смешивания эпоксидной смолы с отвердителем полученную смесь наносят на оправку , прижимают к ней слиток и помещают их в термостат . В термостате оправку со слитком выдерживают п ри 120-150°С в течение 1,5-2 ч , после чего охлаждают . Обычно используют эпоксидную смолу марок ЭД -16 или ЭД -20. Перед наклейкой поверхность оправки и торец слитка обезжиривают органическими растворителями и протирают . Мастику , которую наносят на образующу ю слитка для удерживания отрезанных пластин , приготовляют из компонентов и наполнителей . Наполнители необходимы для того , чтобы придать сравнительно толстому слою мастики , нанесенному на слиток , достаточную механическую прочность . Если в качестве наполнит е ля непользуют абразивный порошок , то режущая кромка круга АКВР , врезаясь в мастику , подвергается правке . Наиболее часто используют мастику , содержащую 3 мас . ч . шеллака , 4 мас . ч . абразивного порошка и 2 мас . ч . эпоксидной смолы . Зернистость абразивного п о рошка выбирают в пределах 20-40 мкм . Ориентацию или поиск заданной кристаллографической плоскости монокристалла и определение положения этой плоскости относительно торца слитка производят на специальном оборудовании оптическим или рентгеновским методами . В основу оптического метода ориентации монокристаллов положено свойство протравленных поверхностей отражать световые лучи в строго определенном направлении . При этом отражающая плоскост ь всегда совпадает с кристаллографическими плоскостями типа 111 . Отклонение торца слитка от кристаллографической плоскости (111) приводит к отклонению отраженного луча на матовом экране на расстояние l (рис . 9, а ) , характеризующееся углом разориентации т орца от плоскости (111). Отраженный луч образует на экране световые фигуры , форма которых определяется конфигурацией ямок , вытравленных на торце слитка селективными травителями . Типичной световой фигурой для слитка , выращенного в направлении [111], являет ся трехлепестковая звезда , а для слитка , выращенного в направлении [100],-четырехлепестковая звезда (рис .9,б ). § 6. Формирование фасок на кромках пластин Снятие фасок с кромок полупроводниковых пластин производят для достижения нескольких целей . Во-первы х , для удаление сколов на острых кромках пластин , возникающих при резке и шлифовании . Во-вторых , для предотвращения возможного образования сколов в процессе проведения операций , непосредственно связанных с формированием структур приборов . Сколы , как извес т но , могут служить источниками структурных дефектов в пластинах при проведении высокотемпературных обработок и лажен являться причиной разрушения пластин . В-третьих , для предотвращения образования на кромках пластин утолщения слоев технологических жидкосте й (фоторезистов , лаков ), которые после затвердевания нарушают плоскостность поверхности . Такие же утолщения на кромках пластин возникают эри нанесении на их поверхность слоев полупроводниковых материалов и диэлектриков . Формирование фасок производят механи ческим способом (шлифованием и полированием ), химическим или плазмохимическим травлением . Плазмохимическое травление фасок основано на том , что острые кромки в плазме распыляются с большей скоростью , чем другие области пластин , ввиду того , что напряженнос т ь электрического поля на острых кромках существенно выше . Этим способом можно получить фаска с радиусом закругления не более 50-100 мкм . Химическое травление обеспечивает больший радиус фасок , однако и химическое , и плазмохимическое травление не позволяют изготовлять фаски различного профиля . Кроме того , травление является плохо управляемым и контролируемым процессом , что ограничивает его широкое промышленное применение . В производстве чаще всего используют способ формирования фасок профильным алмазным кру гом . Схема обработки пластины 1 алмазным кругом 2 показана на рис .. 10. Этим способом могут быть изготовлены фаски разнообразной формы (рис . 11, а-в ). На практике чаще всего формируют фаски , форма которых показана на рис . 11, а . В процессе обработки пласти на закрепляется на вакуумном столике станка и вращается вокруг своей оси . Частота вращения пластины 10-20 об /мин , алмазного круга 4000-10000 об /мин . Алмазный круг прижимается к пластине с усилием 0,4-0,7 Н . Ось вращения круга перемещается относительно оси вращения вакуумного столика так , чтобы обработке никовые соединения шлифуют при давлении в 1,5-2,5 раза меньшем , чем кремний . В процессе шлифования пластины периодическиподвергают визуальному осмотру и контролю по толщине . Наряду с двусторонним шлифованием широкое распрестранение получило одностороннее шлифование пластин , схема которого приведена на рис . 12. Пластины 2 помещают , в сепаратор 3 и прижимают грузом 4 к шлифовальнику 1. На шлнфовальник подают абразивную суспензию . Обработка , происходит так же , как и при двустороннем шлифовании . Таким способом возможно шлифовать пластины разной толщины . Однако между пластиной и грузом может попадать инородное включение (абразив , частицы полупроводникового материала , металлическая стружка и т . п .), ухудшающее точность обработки . Поэтому - чаще пластины при одностороннем шлифовании крепят к шлифовальной головке . При шлифовании и спользуют три способа крепления пластин : приклеиванием , оптическим контактом и вакуумной фиксацией . Основными требованиями крепления пластин являются строгая параллельность базовой поверхности пластин поверхности шлифовальной головки , а также надежность к р епления . § 7. Шлифование пластин свободным и связанным абразивом Основным назначением шлифования полупроводниковых пластин является исправление погрешностей их геометрической формы после резки Несмотря нате что глубина нарушенного слоя после шлифования п римерно такая же , как и после резки,следует указать на большую равномерность глубины нарушений , вносимых шлифованием . По характеру воздействия абразива на полупроводниковые пластины разл ичают шлифование свободным и связанным абразивом . В зависимости от зернистости используемого абразива , режимов обработки и качества полученной поверхности различают предварительное (черновое ) и окончательное (чистовое ) шлифование . Шлифование свободным абр азивом обладает рядом преимуществ , которые обусловили широкое промышленное использование при изготовлении полупроводниковых пластин Обработанике пластины не имеют на поверхности заметных следов направленного движения абразива , их стороны отличаются матовы м однородным блеском . Возможность самоустанавливания шлифовальника и обрабатываемых пластин обеспечивает улучшение геометрии как самих пластин , так и шлифовальника . При свободной укладке пластин (без жесткого крепления ) отсутствуют напряжения в пластинах , с нижается влияние погрешностей изготовления и вибраций станка на точность обработки . Схема двустороннего шлифования пластин свободным абразивом показана на рис . 13.Пластины 5 помещают в сепараторы 4, выполненные в виде пластин с наружным зубчатым венцом . З убья сепараторов входят в зацепление с зубчатыми шестернями 3 и 6. Внутренняя шестерня 3 имеет наружный зубчатый венец , а внешняя шестерня 6-внутренний . Шестерни 3 и 6 приводятся во вращение и через зубчатые зацепления вращают сепараторы . Одновременно сепа раторы перемещаются вокруг оси шлифовальников 2, 7. Центры отверстий в сепараторах не совпадают с центрами самих сепараторов , поэтому при их вращении пластины совершают дополнительное движение вокруг центров сепараторов , способствующее более равномерной об работке пластин и равномерному износу шлифовальников . Нижний шлифовальник 7 неподвижно закреплен на станине станка , а верхний шлифовальник 2 свободно устанавливается на обрабатываемых пластинах . Рабочее давление на пластины создается гидравлическими устройствами и передается верхним шлифовальником . Рабочее давление плавно регулируется , что позволяет осуществлять непрерывный переход от чернового шлифования к чистовому . Частота вращения шест ерен также плавно регулируется , исключая толчки и удары в моменты запуска и остановки станка , что важно при обработке полупроводников . Шлифовальники снабжены системами охлаждения и контроля температуры , поддерживающими стабильные условия обработки . Постоя н ство температуры в зоне шлифования исключает нежелательные термические деформации шлифовальников , которые могут снизить точность обработки , и поддерживает одинаковую вязкость абразивной суспензии во времени , что важно для поддержания постоянной скорости о б работки . § 8. Способы доводки полупроводниковых пластин полированием Полирование полупроводниковых пластин производят для удаления приповерхностных структурно-дефектных слоев , образовавшихся при резке и шлифовании . Если полирование овода ? а после химиче ского травления , то оно исправляет дефекты геометрической формы пластин , возникающие из-за неравномерности травления . По характеру съема материала различают механическое , химическое и химико-механическое полирование . ; Механическое полирование осуществляю т срезанием микроскопических частиц в результате воздействия абразивных , зерен на обрабатываемую поверхность . В качестве абразива используют порошки синтетических и природных алмазов , оксидов хрома , церия и др . Х и м и ч е с к о е п о л и р о в а н и е ос уществляют погружением пластин в полирующий травитель . Для обеспечения большей равномерности съема материала со всей поверхности пластин кассеты с пластинами приводятся во вращение , в результате чего к ним постоянно подводится свежий травитель (рис . 15). Т равители , используемые для полирования пластин , многообразны по составу . Кремниевые пластины травят преимущественно в смесях азотной , плавиковой и уксусной кислот , применяя различные пропорции компонентов . В эти смеси могут добавляться вещества , стабилизи р ующие скорость травления или же катализирующие его реакции . Соединения А 3 В 5 травят чаще всего в водных растворах перекиси водорода и одной из кислот , например серной , плавиковой , бромистоводородной и др . Кроме того , химическое полирование можно осуществлят ь в газовой среде . х и м и к о - м е х а н и ч е с к о е п о л и р о в а н и е осуществляют в результате совместного воздействия химических и механичкских факторов . Наибольшее распростра нение из разнообразных методов механического полирования получило полирование алмазними порошками , которое производят суспензиями или пастами . В мазеобразной основе пасты равномерно распределен алмазный порошок . В некоторых случаях в пасту добавляют напол н итель . В зависимости от зернистости алмазного порошка пасту окрашивают в различные цвета . § 9. Очистка поверхности полупроводниковых пластин Проблеме очистки поверхности полупроводниковые пластин уделяется большое внимание . В микроэлектронных приарах и схемах высокой степени интеграции , где размер отдельного элемента может быть меньше размера пылинки , влияние загрязкния особенно опасно . При изготовлении больших интегральных схем снижение плотностей дефектов , вызванных загрязнениями с 8 до 2 см -2 , позволя ет повысить выход годных изделий в 3-5 раз . Загрязнения , содержащиеся на поверхности пластин , можно условно подраразделить на следующие основные группы . Т в е р д ы е в к л ю ч е н и я - загрязнения частицами кремния или другого полупроводникового матери ала , кварца , абразива , пылью , почвой , золой , пеплом и др . Они могут попадать на пластину в процессе ее механической обработки , а также из атмосферы . К этому же типу загрязнений можно отнести отдельные натуральные и синтетические волокна , попадающие на пла с тины с полировальников , технических тканей и спецодежды . Органические пленки образуются на пластинах практически всех стадиях изготовления приборов . Их образуют масла от машинной обработки , отпечатки пальцев , жиры , воски и смолы , используемые для креплени я слитков и пластин при обработке , остатки фоторезистов , поверхностно-активные вещества . Ионные загрязнения образуются на поверхности после обработки в водных растворах , содержащих диссоциированные на ионы соединения . Так , широко применяемые растворы плав иковой кислоты и щелочей могут загрязнять поверхность ионами фтора , галия , натрия . Ионные загрязнения могут также возникать на поветхности в результате попадания продуктов дыхания , пота (хлорид натрия ). Атомные загрязнения-это атомы тяжелых металлов (золо та , серебра , меди , олова ), которые чаще всего остаются на пластинах в результате восстановления из растворов . Металлы могут также вноситься порошками и отходами машинной обработки , пинцетами , частицами металлических банок для хранения и др . Наиболее распр остраненными способами удаления загрязнений являются : растворение загрязнений в веществе ; превращение загрязнений в растворимые продукты в результате химической реакции и последующий их смыв ; механическая очистка потоком жидкости ёили газа ; газоплазменное травление . Твердые частицы , оседающие на поверхности полупроводниковых пластин , после резки , шлифования , скрайбирования удаляют мягкими кистями с помощью моющих средств . Такой способ очистки называется скруббированием . Кисти изготовляют из беличьего или к олонкового меха , мохера , нейлона и др . Процесс скруббирования происходит следующим образом . На вращающийся рабочий стол помещают кассету с пластинами , подают деионизованную воду и щетками начинают обрабатывать поверхность пластин . Затем подают воду с доба в лением моющего вещества , способствующего отделению от поверхности пластин твердых частиц . После обработки раствором моющего вещества снова отмывают поверхности пластин деионизованной водой и сушат пластины центрифугированием . Недостаток скруббирования зак лючается в том , что щетки не могут проникать в углубления и неровности микронных размеров . Поэтому наибольшее распространение получил способ очистки , сочетающий отмывку кистями и промывку струей растворителя или деионизованной воды . Давление жидкости в ст р уе регулируется и достигает 3*10 7 Па . Органические пленки с поверхности пластин удаляют с помощью органических растворителей : трихлорэтилена , хлористого метилена , хладона , толуола , ксилола , метилового , этилового или изопропилового спирта , ацетона , уайт-сп ирита и др . Пластины обрабатывают в жидком растворителе либо в его парах . Возможно также сочетание паровой и жидкостной обработок . Часто растворитель доводят до кипения , после чего производят очистку . Широко используют ультразвуковую очистку пластин в орг а нических растворителях . При таком способе очистки в ванну с растворителем помещают излучатели ультразвуковых колебаний , под действием которых в жидкостях образуются мельчайшие пузырьки , обладающие высокой проникающей способностью и способствующие отделени ю загрязнений от поверхности . Ввиду токсичности органических растворителей широкое применение находят водные моющие растворы . Растворыщелочей разлагают растительные и животные жиры при 80-100°С , причем продукты разложения легко растворяются и смываются вод ой . Минеральные масла удаляют 0.5-1.0 %-ными растворами поверхостно-активных веществ . Атомные и ионные загрязнения , как правило , удаляют промывкой в кислотах и деионизованной воде . Проммвка в кислотах позволяет удалить адсорбированные ионы металлов и рас творить оксидные пленки на поверхности полупроводников . Чаще всего используют азотную , плавиковую , серную , соляную , уксусную и фосфорную кислоты . Процесс отмывки полупроводниковых пластин деионизованной водой ведут , постоянно измеряя электрическое сопроти в ление воды . По мере снижения концентрации примесей сопротивление воды постепенно повышается . При установлении постоянного сопротивления воды процесс отмывки считается законченным . Кроме кислот для удаления ионных загрязнений используют водные растворы , со держащие перекись водорода и аммиак . Обработку такими растворами ведут в течение 10-20 мин при 75- 80 С . После отмывки пластин в жидкости их необходимо просушить . Обычно после обработки в водных растворах пластины обрабатывают в органических растворителях , которые легче и надежнее очищаются от примесей , чем вода . Поэтому сушку лучше производить после финишной отмывки , например , в ацетоне или этиловом спирте . Сушку нагревом в термостатах или под инфракрасными лампами применяют в том случае , когда к поверхн о сти предъявляют сравнительно низкие требования , так как при испарении с поверхности пластин на них остаются растворенные в пленке жидкости примеси . Более качественную сушку пластин производят центрифугированием или обдувом горячим очищенным газом . В этих с лучаях значительная часть жидкости сдувается с поверхности пластин вместе с растворенными в ней примесями . Плазменное травление , относящееся к так называемым “сухим” cпособам очистки , проводят чаще всего в плазме кислорода , которая переводит поверхностные загрязнения в летучие компоненты . Важной является операция контроля чистоты поверхности пластин , поскольку только она может показать , насколько эффективны процессы очистки и пригодны очищенные пластины к передаче для изготовления приборов . Основными мет одами контроля чистоты поверхности являются : методы , основанные на изменении ее смачиваемости , микроскопические , фотометрические и спектральные . При окунании пластины в деионизованнуюводу или распылении воды на влажную поверхность пластины на загрязненных участках не образуется равномерного слоя воды . Методы , основанные на изменении смачиваемости , просты , наглядны , но недостаточно чувствительны . Микроскопические методы основаны на наблюдении поверхности в светлом или темном поле оптического микроскопа , а также с помощью электронного микроскопа . При наблюдении в темном поле используется косое освещение , исключающее попадание в объектив зеркально отраженных от поверхности лучей . В этом случае выявляются остатки органических растворителей , которые образуют х а рактерные узоры . узоры . Загрязнения и дефекты на поверхности полированных пластин астин наблюдаются в виде светящихся точек . Их подсчет на единице площади пластины ведут при увеличении в 50-400 раз . Фотометрические , спектральные , а также другие методы кон троля - чистоты поверхности полупроводниковых пластин в пройышленности широкого распространения не получили . Для обеспечения требуемой чистоты поверхности полупроводниковых пластин (кроме процессов очистки ) в масштабах предприятия осуществляется целый ряд о рганизационных и санитарно-гигиенических мероприятий . Обязательным условием получения качественных пластин является проведение каждой операции на изолированнных друг от друга производственных участках . Это исключает попадание более крупных абразивов с опе р аций грубых предварительных обработок в помещения , где осуществляется доводка . Целесллбразно также внутри участка закреплять конкретное оборудование за операциями , отличающимися составом используемых суспензий . Участки по изготовлению пластин располагаютс я в помещениях , отвечающих требованиям первой категории вакуумной гигиены , согласно которым в 1 л воздуха не допускается присутствие более 70 частиц крупнее 1 мкм . В этих помещениях создают защитные горизонтальные ламинарные потоки очищенного воздуха , кот о рые препятствуют попаданию инородных частиц в рабочие зоны оборудования В качестве дополнительной меры , препятствующей попаданию частиц , из воздуха на полировальники станков финишного и суперфинишного полирования , устанавливают специальные защитные колпак и из прозрачного пластика . Рабочий персонал этих участков обеспечивается спецодеждой и спецобувью , создающей минимальное количество загрязнений . Кроме того , ограничивается использование работниками косметических средств .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Сначала Путин уничтожил тысячи тонн санкционных продуктов. А ведь мог бы раздать россиянам...
Сейчас Путин уничтожает тысячами беззащитных боевиков ИГИЛ. Вот ведь варвар какой - а ведь мог бы просто раздать европейцам и американцам...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по физике "Полупроводниковые пластины", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru