Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Monolit technika A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Monolit technika A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013."— Előadás másolata:

1 Monolit technika A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET

2 2 A monolit integrált áramkör megvalósításának lépései Monolit technika (technológia)

3 3 Bevezetés •A monolit szó jelentése: 1 tömbből (Si) alakítják ki a kívánt struktúrát •IC  a kívánt struktúra •Teszt struktúra  a technológia és a szelet minősítésére alkalmas

4 4 Rajzolatkialakítás •A rajzolatkialakítás fotolitográfiai eljárással •A szelet SiO 2 rétegét távolítják el •Fotoreziszt a maszkoló réteg a maratás során •Fotomaszk a megvilágítás során maszkol •A megvilágító fény UV fény  nagy felbontás tesz lehetővé a kis hullámhossza miatt •A fotomaszk nem lehet üveg!

5 5 Pozitív fotoreziszt •A pozitív fotoreziszt anyaga a megvilágítás hatására roncsolódik, és az előhívás során eltávozik a felületről

6 6 Negatív fotoreziszt •A negatív fotoreziszt anyaga a fény hatására polimerizálódik, és az előhívás során nem távozik el a felületről

7 7 Si oxidáció •1000 °C felett •44 %-ban befelé oxidál •56 %-ban kifelé oxidál

8 8 Ablak oxidáció •Az oxidáció (egész szeleten!) elvégzése és lemaratása után megmarad az ablak helye! •Ezek után a wafer felülete már nem planár! •A nem planár felület a fotoreziszt megvilágításánál hibát okozhat.

9 9 A monolit technika technológiai követelményei Planáris technológia! Száraz technológia! Hideg technológia!

10 10 LOCOS technológia •Helyi oxidáció (Maszkolunk az oxidáció ellen) •A maszkanyag: Si 3 N 4 •Mivel a Si 3 N 4 az Si-re nem tapad jól, alatta egy vékony oxidréteg (Oxide pad) van, mert az SiO 2 -re jól tapad •Birds Beak („pipicsőr”): Az oxid a szilícium-nitrid alá kúszik

11 11 Rétegleválasztás •Lépcső esetében a lépcsőfedés jó: a réteg követi a lépcsőt azonos vastagsággal •A kritikus, ha a lépcső laterális mérete összemérhető a vertikális méretekkel. (c ) ábra, a lépcsőfoknál kritikusan elvékonyodik a réteg)

12 12 Rétegnövesztés •Egykristályos anyag: makroszkópikusan igaz, az n. atomtól rácsállandó távolságra haladva atomot találunk •Polikristályos anyag: csak mikroszkópikus esetben igaz a fenti; méreteihez (vastagság, szélesség) képes a kristályszemcsék kicsik •Multikritályos anyag: méreteihez (vastagság, szélesség) képes a kristályszemcsék nagyok •Amorf anyag: mikroszkópikusan se igaz az egykristálynál leírtak –A vezetési és a vegyérték sávok nem egyértelműek –A leválasztott SiO2 is amorf, de hőkezelés révén kikristályosodhat.

13 13 Rétegleválasztás típusai •(a) PVD: vákuumpárologtatás, katódporlasztás –reaktív gőzölés: több forrásból választunk le –ALD: atomi szinten alakít ki réteget. •Itt az atomfizika törvényei számítanak (pl.: alagúthatás) •Különleges U-I karakterisztikák alakíthatóak ki. •(b) CVD: egy kémiai reakció megy végbe a szelet felületén

14 14 Nedves maratás •Általában izotróp jellegű (nincs kitüntetett marási irány) •Alámaródás jelensége: a fotoreziszt alól is kimaródik

15 15 Száraz maratás •Általában anizótrop jellegű (van kitüntetett marási irány) •NEM szelektív! •Kicsi az alámaródás •Oxidáló atmoszférában, a fotoreziszt leoxidálható

16 16 Diffúzió •Adalékolás egyik lehetséges realizálása •Felületközeli technológia

17 17 2 lépéses diffúzió •1. lépés: állandó felületi koncentrációjú diffúzió (elődiffúzió) •2. lépés: állandó anyagmennyiségű diffúzió (behajtás)

18 18 Aládiffundálás jelensége •A diffúzió nem csak vertikális irányban történik! •A laterális mérettől függ az aládiffundálás mértéke •A diffúzió behatolási mélysége: ahol az adalékatom koncentrációja megegyezik a másik réteg adalékatomjának koncentrációjával (metalurgiai átmenet) –n+, n esetben: ahol az n+ konc. = n konc., ott van a metalurgiai átmenethez hasonló átmenet

19 19 Ionimplantáció I. •2 fő paramétere van: –belövési energia (előfeszítő feszültség) –dózis (ionáram) •Kristályhibákat okoz! –Utólagos hőkezelés kell –Nem termikus egyensúlyi technológia –Éles az energiaspektruma

20 20 Ionimplantáció II. •Maszkoló réteg természetesen itt is van •Hidegtechnológia  fotoreziszt maszk alkalmas (mégis általában más anyagot használnak pl: SiO 2 ) •A behatolási mélységnek van várható értéke és szórása is •Az ionimplantáció az ablak szélénél is túlmegy! –oxidon is át tud hatolni  az ablak szélénél az oxid vékonyabb –szóródás az ionbecsapódásakor (atomtömegtől függ, a kisebb tömegű ionok jobban szóródnak) •Szilárd oldékonyság: megadja azt a legnagyobb koncentrációt, adott anyagra, amit a szilárdtest fel tud venni (ionimplantációnál ennél többet is be lehet juttatni az anyagba)

21 21 Tényleges kialakítás •A lekerekítés oka: –a fény hullámhossza lehet, hogy összemérhető az ablak méretével (diffrakció) –alámaródás

22 22 A fizikai tulajdonságok figyelembe vétele •A jelenségek: –maszkkorrekció az alávilágítódás ellen –rezisztréteg előhívási hibái –nitrid alámaródása –„pipicsőr” –laterális diffúzió •Mindezek eredményeként –diffúzió eltolódása (aládiffundálás)

23 23 PolySi méretézése •PolySi lógjon túl a diffúziós területen! •PolySi szélének V.É.-e: Xp •Diff. terület szélének V.É.-e: Xd •Ha Xd

24 24 Fém – polySi illesztés •Fém- polySi, és kontaktusablak illesztés ez ténylegesen •Nagyon szigorú szabályokat kell hozni az illesztést illetően, különben rossz, vagy semmilyen kapcsolat nem lesz a rétegek között

25 25 Minősítés típusai •Kontaktus minősítés –Egy kivezetés sok kontaktuson keresztül történjen meg! –A bemérés nagyon drága! Ezért néha 1. sikertelen bemérés után kidobják a hibás szeletet. •Ellenállásmérés –A tesztstruktúra 4 ponton kivezetett ellenállást is tartalmaz, ezzel a technológia minősíthető. –Ezzel a beméréssel a diffúzió, mely az ellenállást létrehozta, és a kivezető kontaktusok minősíthetőek.

26 26 Minősítések típusai •Maszk mérőábrás minősítés –Kapacitásméréssel az elillesztés nagysága és iránya meghatározható. –Kapacitást mér mind a négy réteglapolásnál: •Ha mind a 4 C i megegyezik, akkor nem történt elillesztés •Ha nem egyezik meg mind a 4, akkor az elillesztés mértékét, és irányát a C i értékei adják

27 27 Minősítések típusai •Maszk mérőábrás minősítés –A fenti mérést elvégezve a szelet pontjain vektor halmazt kapunk. –a ) A vektorok iránya megegyezik, a vektor nagysága adja meg az elillesztés mértékét –b ) A vektorok „örvénylenek”  Forgatási hiba

28 28 Minősítések típusai •Maszk mérőábrás minősítés –A vektorhalmazból statisztika készíthető. –Szögek eloszlása, nagyságok eloszlása –Elillesztetlen esetben ezek eloszlása véletlenszerű, mert akkor a véletlenszerű folyamatok miatt lép fel az illesztés során eltérés. •Elektromos paraméterek bemérése –Bipoláris technológiánál a letörési feszültséget szokás bemérni –MOS technológiánál a nyitófeszültség (V T ), és a gate oxid (C ox ) minősítése tipikus


Letölteni ppt "Monolit technika A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013."

Hasonló előadás


Google Hirdetések