Egykristályok előállítása Egykristályok előállítása. Epitaxiális rétegnövesztés, oxidnövesztés, kémiai rétegleválasztás, diffúzió, ionimplantáció 2. alkalom A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Egykristályok előállítása A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Rendezett atomi struktúra Amorf atomi struktúra Rendezett atomi struktúra A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Elemi cella három dimenzióban Szilícium elemi cella: FCC (face-centered) gyémánt szerkezet Elemi cella három dimenzióban Unit cell A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Félvezető minőségű szilícium előállítása A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Si egykristályokat “Czochralski” módszerrel növesztik. Poliszilíciumot megolvasztják, majd pontosan 1417 °C fok alatt tartva az egykristály növekedés a mag körül megindul. Húzási sebesség, hőmérséklet és forgatási sebesség pontosan kézben tartott. A BME-ETT a SIITME 2009-ért
A BME-ETT a SIITME 2009-ért
A BME-ETT a SIITME 2009-ért
A BME-ETT a SIITME 2009-ért
A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Epitaxiális rétegnövesztés Eljárás egykristály réteg létrehozása egykristály hordozón ( a görög epi – felett, és taxis – rendezett módon szavakból) Epitaxiális réteget gáz vagy folyadék fázisból hozhatunk létre Homoepitaxia – a réteg és a hordozó anyaga azonos, a réteg az előállítási folyamat során adalékolható Heteroepitaxia – a réteg és a hordozó anyaga különböző. Példák gallium nitride (GaN) zafír vagy alumínium gallium indium foszfid (AlGaInP) gallium arzenid (GaAs) hordozón. . A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Molekulasugaras epitaxia Alacsony sebességű vákuum-párologtatás ultranagy-vákuum környezet-ben A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Oxidnövesztés Szilícium nedves oxidációja Diffúziós és oxidációs kályha felépítése Oxidáció hőmérséklete 800 -1200 C tartományban A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Kémiai rétegleválasztás CVD (Chemical Vapor Deposition) CVD folyamatok osztályozása -Atmoszferikus (APCVD) Alacsony nyomású (LPCVD Ultranyagvákuum (UHVCVD Plazmával segített (PECVD) Atomi réteg (ALCVD) Gőzfázisu (VPE) A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Plazmával segített CVD CVD kályha felépítése Plazmával segített CVD A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Jellemző CVD folyamatok Szilícium Nitrid előállítása 3SiH4 + 4NH3 → Si3N4 + 12H2 3SiCl2H2 + 4NH3 → Si3N4 + 6HCl + 6H2 Magas olvadáspontú fémek előállítása Pl: Molibdén, tantál, nikkel, wolfram 2MCl5 + 5H2 → 2M + 10HCl Wolfram-hexafluorid-ból WF6 → W + 3F2 WF6 + 3H2 → W + 6HF A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Diffúzió Entrópia minimumra törekvés – koncentráció különbség hatására létrejövő anyagáramlás A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Diffúzió matematikai leírása Fick törvények egy dimenzióban D – diffúziós állandó Φ – concentráció J – anyagáram A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Különböző adalék anyagok diffúziós állandójának hőmérséklet függése szilíciumban A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Diffúziós profil állandó felületi koncentráció illetve véges felületi anyagmennyiség mellett A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Ionimplantáció A BME-ETT a SIITME 2009-ért
Kérdések Ismertesse az olvadékból történő egykristály növesztés elvét. Mit nevezünk epitaxiának és milyen fajtáit ismeri? Ismertesse a kémiai rétegleválasztás elvét, előnyeit és hátrányait. Mit nevezünk diffúziónak és milyen adalékolási profilok állítható elő vele? Mi az ionimplantáció, mik az előnyei és hátrányai? A BME-ETT a SIITME 2009-ért