1 / 28

Monolit technika

Monolit technika. A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013. A monolit integrált áramkör megvalósításának lépései. Monolit technika (technológia). Bevezetés. A monolit szó jelentése: 1 tömbből (Si) alakítják ki a kívánt struktúrát

shirin
Download Presentation

Monolit technika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Monolit technika A monolit technika alaplépései Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013

  2. A monolit integrált áramkör megvalósításának lépései Monolit technika (technológia)

  3. Bevezetés • A monolit szó jelentése: 1 tömbből (Si) alakítják ki a kívánt struktúrát • IC  a kívánt struktúra • Teszt struktúra  a technológia és a szelet minősítésére alkalmas

  4. Rajzolatkialakítás • A rajzolatkialakítás fotolitográfiai eljárással • A szelet SiO2 rétegét távolítják el • Fotoreziszt a maszkoló réteg a maratás során • Fotomaszk a megvilágítás során maszkol • A megvilágító fény UV fény  nagy felbontás tesz lehetővé a kis hullámhossza miatt • A fotomaszk nem lehet üveg!

  5. Pozitív fotoreziszt • A pozitív fotoreziszt anyaga a megvilágítás hatására roncsolódik, és az előhívás során eltávozik a felületről

  6. Negatív fotoreziszt • A negatív fotoreziszt anyaga a fény hatására polimerizálódik, és az előhívás során nem távozik el a felületről

  7. Si oxidáció • 1000 °C felett • 44 %-ban befelé oxidál • 56 %-ban kifelé oxidál

  8. Ablak oxidáció • Az oxidáció (egész szeleten!) elvégzése és lemaratása után megmarad az ablak helye! • Ezek után a wafer felülete már nem planár! • A nem planár felület a fotoreziszt megvilágításánál hibát okozhat.

  9. A monolit technika technológiai követelményei Planáris technológia! Száraz technológia! Hideg technológia!

  10. LOCOS technológia • Helyi oxidáció (Maszkolunk az oxidáció ellen) • A maszkanyag: Si3N4 • Mivel a Si3N4 az Si-re nem tapad jól, alatta egy vékony oxidréteg (Oxide pad) van, mert az SiO2-re jól tapad • Birds Beak („pipicsőr”): Az oxid a szilícium-nitrid alá kúszik

  11. Rétegleválasztás • Lépcső esetében a lépcsőfedés jó: a réteg követi a lépcsőt azonos vastagsággal • A kritikus, ha a lépcső laterális mérete összemérhető a vertikális méretekkel. (c) ábra, a lépcsőfoknál kritikusan elvékonyodik a réteg)

  12. Rétegnövesztés • Egykristályos anyag: makroszkópikusan igaz, az n. atomtól rácsállandó távolságra haladva atomot találunk • Polikristályos anyag: csak mikroszkópikus esetben igaz a fenti; méreteihez (vastagság, szélesség) képes a kristályszemcsék kicsik • Multikritályos anyag: méreteihez (vastagság, szélesség) képes a kristályszemcsék nagyok • Amorf anyag: mikroszkópikusan se igaz az egykristálynál leírtak • A vezetési és a vegyérték sávok nem egyértelműek • A leválasztott SiO2 is amorf, de hőkezelés révén kikristályosodhat.

  13. Rétegleválasztás típusai • (a) PVD: vákuumpárologtatás, katódporlasztás • reaktív gőzölés: több forrásból választunk le • ALD: atomi szinten alakít ki réteget. • Itt az atomfizika törvényei számítanak (pl.: alagúthatás) • Különleges U-I karakterisztikák alakíthatóak ki. • (b) CVD: egy kémiai reakció megy végbe a szelet felületén

  14. Nedves maratás • Általában izotróp jellegű (nincs kitüntetett marási irány) • Alámaródás jelensége: a fotoreziszt alól is kimaródik

  15. Száraz maratás • Általában anizótrop jellegű (van kitüntetett marási irány) • NEM szelektív! • Kicsi az alámaródás • Oxidáló atmoszférában, a fotoreziszt leoxidálható

  16. Diffúzió • Adalékolás egyik lehetséges realizálása • Felületközeli technológia

  17. 2 lépéses diffúzió • 1. lépés: állandó felületi koncentrációjú diffúzió (elődiffúzió) • 2. lépés: állandó anyagmennyiségű diffúzió (behajtás)

  18. Aládiffundálás jelensége • A diffúzió nem csak vertikális irányban történik! • A laterális mérettől függ az aládiffundálás mértéke • A diffúzió behatolási mélysége: ahol az adalékatom koncentrációja megegyezik a másik réteg adalékatomjának koncentrációjával (metalurgiai átmenet) • n+, n esetben: ahol az n+ konc. = n konc., ott van a metalurgiai átmenethez hasonló átmenet

  19. Ionimplantáció I. • 2 fő paramétere van: • belövési energia (előfeszítő feszültség) • dózis (ionáram) • Kristályhibákat okoz! • Utólagos hőkezelés kell • Nem termikus egyensúlyi technológia • Éles az energiaspektruma

  20. Ionimplantáció II. • Maszkoló réteg természetesen itt is van • Hidegtechnológia  fotoreziszt maszk alkalmas (mégis általában más anyagot használnak pl: SiO2) • A behatolási mélységnek van várható értéke és szórása is • Az ionimplantáció az ablak szélénél is túlmegy! • oxidon is át tud hatolni  az ablak szélénél az oxid vékonyabb • szóródás az ionbecsapódásakor (atomtömegtől függ, a kisebb tömegű ionok jobban szóródnak) • Szilárd oldékonyság: megadja azt a legnagyobb koncentrációt, adott anyagra, amit a szilárdtest fel tud venni (ionimplantációnál ennél többet is be lehet juttatni az anyagba)

  21. Tényleges kialakítás • A lekerekítés oka: • a fény hullámhossza lehet, hogy összemérhető az ablak méretével (diffrakció) • alámaródás

  22. A fizikai tulajdonságok figyelembe vétele • A jelenségek: • maszkkorrekció az alávilágítódás ellen • rezisztréteg előhívási hibái • nitrid alámaródása • „pipicsőr” • laterális diffúzió • Mindezek eredményeként • diffúzió eltolódása (aládiffundálás)

  23. PolySi méretézése • PolySi lógjon túl a diffúziós területen! • PolySi szélének V.É.-e: Xp • Diff. terület szélének V.É.-e: Xd • Ha Xd<Xp, akkor nincs gond • Ha Xp-Xd<0  az eloszlásfüggvények ismeretében ennek a valószinűsége (p) is megadható  ha 1/p~n (ahol n a tranzisztorok száma), akkor biztos lesznek hibás tranzisztorok

  24. Fém – polySi illesztés • Fém- polySi, és kontaktusablak illesztés ez ténylegesen • Nagyon szigorú szabályokat kell hozni az illesztést illetően, különben rossz, vagy semmilyen kapcsolat nem lesz a rétegek között

  25. Minősítés típusai • Kontaktus minősítés • Egy kivezetés sok kontaktuson keresztül történjen meg! • A bemérés nagyon drága! Ezért néha 1. sikertelen bemérés után kidobják a hibás szeletet. • Ellenállásmérés • A tesztstruktúra 4 ponton kivezetett ellenállást is tartalmaz, ezzel a technológia minősíthető. • Ezzel a beméréssel a diffúzió, mely az ellenállást létrehozta, és a kivezető kontaktusok minősíthetőek.

  26. Minősítések típusai • Maszk mérőábrás minősítés • Kapacitásméréssel az elillesztés nagysága és iránya meghatározható. • Kapacitást mér mind a négy réteglapolásnál: • Ha mind a 4 Ci megegyezik, akkor nem történt elillesztés • Ha nem egyezik meg mind a 4, akkor az elillesztés mértékét, és irányát a Ci értékei adják

  27. Minősítések típusai • Maszk mérőábrás minősítés • A fenti mérést elvégezve a szelet pontjain vektor halmazt kapunk. • a) A vektorok iránya megegyezik, a vektor nagysága adja meg az elillesztés mértékét • b) A vektorok „örvénylenek”  Forgatási hiba

  28. Minősítések típusai • Maszk mérőábrás minősítés • A vektorhalmazból statisztika készíthető. • Szögek eloszlása, nagyságok eloszlása • Elillesztetlen esetben ezek eloszlása véletlenszerű, mert akkor a véletlenszerű folyamatok miatt lép fel az illesztés során eltérés. • Elektromos paraméterek bemérése • Bipoláris technológiánál a letörési feszültséget szokás bemérni • MOS technológiánál a nyitófeszültség (VT), és a gate oxid (Cox) minősítése tipikus

More Related