В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Примеры применения сверхвысокого вакуума
Примеры применения сверхвысокого вакуума - Технология полупроводников
В целом о вакууме и вакуумных системах - Особенности вакуумных систем
Оглавление
Примеры применения сверхвысокого вакуума
Методы исследования поверхностей
Технология тонких пленок
Технология полупроводников
Другие области применения
Все страницы

Бурное развитие микроэлектроники, в первую очередь дальнейшая миниатюризация и усложнение интегральных схем1', связано с разработкой принципиально новых технологических процессов, осуществление которых зачастую возможно только в условиях вакуума. Проведение технологических процессов в вакууме позволяет не только получать интегральные схемы с более плотной компоновкой элементов при высоком уровне контроля процессов, но и снизить себестоимость интегральных схем. Кроме того, такие технологии, как правило, более безопасны для здоровья обслуживающего персонала. Вот почему на смену диффузионному легированию приходит ионная имплантация, фотолитографии — электронно-лучевая литография, химическому травлению—плазменное.

Большинство из этих процессов не требует сверхвысокого вакуума (они проводятся, как правило, при давлении около 10-4 Па). С другой стороны, все научно-поисковые работы, связанные с дальнейшим совершенствованием технологии изготовления интегральных схем, обычно выполняются в условиях сверхвысокого вакуума, чтобы по возможности уменьшить до минимума влияние неконтролируемых факторов. Одним из методов, широко применяемых в настоящее время в производстве кремниевых полупроводниковых структур, является эпитаксия. Материалы, получение которых в виде кристаллов затруднено, можно выращивать в виде тонких монокристаллических слоев на монокристаллических подложках. Причем кристаллическая структура слоя и подложки должна быть сходной или одинаковой для обеспечения роста ориентированного монокристаллического слоя, свободного от дефектов.

Большинство методов эпитаксии основано на технологии осаждения из жидкой фазы или парогазовой смеси при повышенных температурах. В последнее время широко применяется новый метод — молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ), в основе которого лежит конденсация молекулярных пучков. Молекулярные пучки создаются в условиях вакуума с помощью небольших печей с отверстием (источник Кнудсена) и конденсируются на нагретой подложке.

Характерной особенностью метода МЛЭ, по сравнению с другими методами выращивания эпитаксиальных слоев, является возможность получения значительно более гладких поверхностей и поверхностей раздела. Эта возможность наиболее существенна при изготовлении материалов с особыми оптическими свойствами, используемых в твердотельных лазерах. Кроме того, метод МЛЭ позволяет получать более точный профиль легирования, выращивать слой по месту, а также очень точно управлять проце ссом легирования.

Схематическое изображение установки для МЛЭ, сконструированной в лаборатории автора, показано на рис. 7.12. Для того чтобы можно было получать эпитаксиальные слои с заданным однородным составом, необходимо использовать несколько источников. Толщина и структура слоя могут контролироваться с помощью сканирующего электронного пучка. Общий вид установки для МЛЭ, включающей вакуумную систему, показан на рис. 7.13. Система откачивается диффузионным насосом, снабженным ловушкой, охлаждаемой жидким азотом. Кроме того, в установке используется титановый сублимационный насос, который включается в случае больших газовых нагрузок или при необходимости откачивания вредных газов. Часть вакуумной системы до диффузионного насоса может быть нагрета до 200°С.

Такая относительно невысокая допустимая температура нагрева объясняется применением в затворах, используемых для отсоединения системы от насосов и от входного шлюза, уплотнений из витона А. После прогрева в системе достигается рабочее давление порядка 10-8 Па. Вопр осы приборного обеспечения и применения метода МЛЭ подробно обсуждены в обзорной работе, написанной ведущими в этой области специалистами фирмы Philips. Вещества, пары которых используются при изготовлении интегральных схем, как правило, высокотоксичны или химически активны; они способны вызывать коррозию элементов установки. Например, при ионной имплантации широко применяются соединения мышьяка, а при травлении— тетрафторметан. Поэтому при работе с такими газами должны приниматься специальные меры безопасности.

 

 

Рис. 7.12. Схема установки для МЛЭ. 1 — затвор; 2 — электронная пушка; 3 — квадрупольный масс-спектрометр; 4 — нагреваемый держатель образца; 5 — образец; 6 — окно для визуального контроля; 7 — люминесцентный экран; 8 — испарительная ячейка с тепловым экраном; 9 — термопары; 10 — кожух, охлаждаемый жидким азотом.

 

Рис. 7.13. Общий вид установки для МЛЭ в исследовательской лаборатории фирмы Philips.

Загрязнение элементов установки ионной имплантации мышьяком в процессе ее работы требует демонтажа элементов для их очистки. Важно, чтобы эти работы проводились специалистами, прошедшими специальную подготовку.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 110 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru