Оборудование и методы осаждения вещества. Газофазная эпитаксия - процесс осаждения эпитаксиальных слоев из газовой фазы. Конструкция камер для газофазного наращивания. Достоинства метода эпитаксиального наращивания. Получение поликристаллического кремния.
Аннотация к работе
Термин эпитаксия (стройся как я) означает ориентированное наращивание слоев вещества с воспроизведением кристаллической структуры подложки. Образующийся слой закономерно продолжает кристаллическую решетку подложки, если наращиваемый слой и подложка имеют одинаковый химический состав. Если эпитаксиальный слой и подложка состоят из разных материалов, постоянные решетки которых не совпадают, то такой процесс называют гетероэпитаксией. Процесс проводится в реакторе из кварцевого стекла, коррозионно-стойкой стали, хромоникелевых сплавов. Все вещества, поступающие в реактор, являются газами, поэтому и название - эпитаксия из газовой фазы или химическое осаждение из газовой фазы.Формирование слоев поликристаллического кремния производится путем термического разложения силана, происходящее при температуре 620-650°С при нормальном давлении при разбавлении силанаазотом или аргоном или при пониженном давлении до 133 Па при использовании 100%-го силана. При температуре 600°С зерна поликристаллического кремния имеют размер до 20 нм при ориентации (110), при температуре 570°С размер зерен - 10 нм и образуется аморфная фаза. Однако, термообработка полученного слоя (отжиг при температуре 900-1000°С) формирует слой столбчатого кремния с размерами зерен больше 80 нм и кристаллической ориентации (110).Наиболее распространенный метод получения оксида кремния - газофазная эпитаксия, при которой происходит газофазная химическая реакция силана и кислорода, протекающая при температуре 500°С. Этот метод используется в технологии производства ИС даже при формировании алюминиевой разводки. На скорость наращивания Si2 большое влияние оказывает давление O2, так как адсорбция молекул кислорода на поверхности подложки задерживает химическую реакцию. В слоях оксида кремния, выращенных при низкой температуре, содержится водород: (Si-OH, Si-H, H2O). Поэтому его используют в основном для нанесения SIO2 - слоя поверх кремния или поликремния с целью сглаживания ступенек и канавок на поверхности подложки.