Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Minőségbiztosítás a mikroelektronikában A monolit technika alapanyagainak vizsgálata Mizsei János

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 2 A monolit technika: „homokból” integrált áramkör (IC) SiO 2 – Si – tisztítás – egykristály növesztés – „szeletelés”- oxidálás – II: fotoreziszt műveletek – marás – diffúzió vagy ionimplantáció vagy más rétegleválasztás(ok) :II- darabolás – tokozás – típus jelölés – eladás – IC beépítés (panel) Ár/lapka 0.3$ 1$ 3$ 10$ 30$ 100$ 300$

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 3 Bejövő anyagok: ► Alapanyagok (egykristály szeletek)  Si  más félvezető (esetlegesen) ► Segédanyagok  Vegyszerek (víz, szerves oldószerek, savak, fotoreziszt lakkok,  Gázok (oxigén, hidrogén, nemesgázok, adalékanyagot tartalmazó vegyület-gázok)  Levegő (tisztaszoba környezet)!  Vákuum

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 4 Szilícium szelet méretek Átmérő2"4"6"8" 12" (30 cm!) Vastagság [μm] cm 900

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 5 Szeletméretek

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 6 Szelet vastagságának mérése ► Két érintésmentes módszer:  Ultrahangos: a minta alsó és felső felületéről visszaverődő hullámokat mérik  Kapacitív: két elektróda közé helyezik a mintát, így két sorbakapcsolt kondenzátor keletkezik A minta vastagsága (t):

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 7 Si egykristályszelet geometriai hibái

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 8 A Si egykristály geometriai hibáinak vizsgálata ► Kapacitív pásztázó letapogatással (esetleg más paraméter mérésével együtt) ► Optikai úton, Makyoh topográfiával

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 9 A Si egykristály geometriai hibáinak vizsgálataOptikai úton, Makyoh topográfiával L r h(r)h(r)

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 10 Makyoh topográfia: Félvezető egykristály szeletek tükörképei:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 11 Si elektromos tulajdonságai adalékolás 3 vegyértékű adalék: AKCEPTOR (B, Ga, In) – p típus 5 vegyértékű adalék: DONOR (P, As, Sb) – n típus

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 12 Fajlagos ellenállás 4 tűs mérésR□R□ R □ =ρ/w ha a szelet n-típusú, homogén adalékolású R □ = 123 Ω/□ w= 325 μm ρ=4 Ω cm N D ≈10 15 atom/cm 3

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Alapanyagok 13 Szelettérképezés: Pld.: kisebbségi töltéshordozók élettartama felületi passziválás nélkül, és felületi passziválással. 20 cm szeletátmérőre optimált berendezésben növesztett 30 cm átmérőjű Si egykristály