http://www.eet.bme.hu

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemElektronikus Eszközök Tanszéke

Minőségbiztosítás a mikroelektronikában

A monolit technika alapanyagainak vizsgálata

Mizsei János

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 2

A monolit technika: „homokból” integrált áramkör (IC)

SiO2 – Si – tisztítás – egykristály növesztés – „szeletelés”-

oxidálás – II: fotoreziszt műveletek – marás – diffúzió vagy ionimplantáció vagy más rétegleválasztás(ok) :II-

darabolás – tokozás – típus jelölés – eladás –

ICbeépítés (panel)

Ár/lapka

0.3$

1$

3$

10$

30$

100$

300$

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. 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

23.04.20. Alapanyagok 4

Szilícium szelet méretek

Átmérő 2" 4" 6" 8"

12" (30 cm!)

Vastagság [μm] 275 525 675 725 775

45 cm

900

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 5

Szeletméretek

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. 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 keletkezikA minta vastagsága (t):

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 7

Si egykristályszelet geometriai hibái

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. 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

23.04.20. Alapanyagok 9

A Si egykristály geometriai hibáinak vizsgálataOptikai úton, Makyoh topográfiával

L

r

h(r)

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 10

Makyoh topográfia:

Félvezető egykristály szeletek tükörképei:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 11

Si elektromos tulajdonságaiintρ Ωcm000.250 adalékolás

3 vegyértékű adalék: AKCEPTOR (B, Ga, In) – p típus

5 vegyértékű adalék: DONOR (P, As, Sb) – n típus

3

10ii cm

1 10pn :intrinsic

vanatom db 10anyagban cm 1 223

315

cm

adalékatom 10~ alapanyag

cm

atom 10 ~olásmax.adalék

321

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 12

Fajlagos ellenállás

4 tűs mérés R□

R□=ρ/w

ha a szelet n-típusú,homogén adalékolású

R□= 123 Ω/□

w= 325 μm

ρ=4 Ωcm

ND≈1015 atom/cm3

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Elektronikus Eszközök Tanszéke

23.04.20. Alapanyagok 13

Szelettérképezés:Pld.: kisebbségi

töltéshordozók élettartama felületi passziválás nélkül, és

felületi passziválással.

20 cm szeletátmérőre optimált berendezésben növesztett 30 cm átmérőjű Si egykristály