Кафедра персональной электроники

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

В.Н. Горбунова

Физико-химические основы технологии РЭС

Методическое пособие к курсовому проектированию

Дубна, 2010

УДК 621.382

ББК 32.36

Р69-3

Горбунова В.Н.

Физико-химические основы технологии РЭС. Методические указания к курсовому проектированию./В.Н.Горбунова – М.: ВНИИ-геосистем, 2010. – ххх с.: ил.

ISBN хххххххххххх

Аннотация

Определены цель и задачи курсового проекта, его объем и содержание. Указаны порядок выполнения и требования к его оформлению. Даны рекомендации к выполнению основных этапов курсовой работы. Предложены исходные данные для типовых технических заданий курсового проекта и контрольные задания к защите курсового проекта.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям: 210200 «Проектирование и технология электронных средств»

ISBN ххххххххххх ©Горбунова В.Н., 2010

Курсовой проект по физико-химическим основам технологии РЭС является завершающим этапом работы студентов над изучаемой дисциплиной. Он включает расчет режимов технологического процесса формирования биполярной структуры, а также расчет распределения примесей в кремнии при диффузионном легировании и ионной имплантации.

Основная цель курсового проектирования заключается в закреплении и расширении теоретических знаний студентов, в приобретении ими навыков по решению инженерных задач.

Настоящие методические указания составлены с целью дать ответы на возникающие вопросы студентов, приступающих к выполнению курсового проекта. В них приведены уравнения, справочные данные и литературные источники, пользуясь которыми студенты проводят расчеты, а также указаны последовательность и содержание этих расчетов.

Оценивается курсовой проект с учетом качества выполнения, уровня защиты и степени самостоятельности при работе.

Введение

Практически на любом этапе производства электронных средств имеют место диффузионные процессы, протекающие в газовых, жидких и твердых фазах. Это, например, процессы жидкофазной эпитаксии, связанные с молекулярной диффузией, легирование полупроводников, зародышеобразование, химическое осаждение из газовой фазы и т.д. И даже в случае если диффузионные процессы не используются целенаправленно, они практически всегда сопутствуют другим процессам, и их необходимо принимать во внимание.

Особо важную роль диффузионные процессы играют в полупроводниковой технологии при создании p – n переходов, формировании базовых и эмиттерных областей транзисторов, областей истока и стока в МОП- структурах. При этом решаются задачи управления концентрацией легирующей примеси в подложке и обеспечения однородности легирования и воспроизводимости процесса.

Для осуществления диффузии обычно полупроводниковые пластины помещают в нагретую до высокой температуры кварцевую трубу диффузионной печи. Через трубу пропускают пары легирующей примеси, которые адсорбируются на поверхности пластин и диффундируют в кристаллическую решетку полупроводника.

Отличительной особенностью диффузии при изготовлении микросхем является то, что примеси вводят в полупроводниковую пластину локально в ограниченные защитной маской окна, а сам процесс осуществляют в две стадии: предварительная загонка нужного количества примеси в приповерхностный слой пластины и последующая разгонка атомов примеси на требуемую глубину до необходимого уровня концентрации.

Диффузия является детально изученным методом легирования и наиболее и широко применяется на практике.

В начале 60-х годов на стыке физики полупроводников и физики атомных столкновений возникло новое научно-техническое направление — ионное легирование полупроводников, имеющее большое значение для полупроводниковой электроники.

Ионная имплантация-это управляемое введение атомов примеси в поверхностный слой подложки путем бомбардировки ее ионами с энергией от нескольких килоэлектрон-вольт до нескольких мегаэлектрон-вольт.

Интерес к методу ионного легирования (ионно-лучевого легирования) вызван тем, что он обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с диффузией.

Метод ионной имплантации позволяет:

· точно и воспроизводимо дозировать внедряемую примесь за счет контроля ионного тока пучка и времени облучения;

· получать высокую точность глубины залегания p-n переходов (до 0,02 мкм)

· создавать практически любые профили распределения за счет ступенчатого легирования, т.е. изменения энергии и (или) рода легирующего элемента;

· формировать скрытые легированные слои;

· совмещать процесс ионной имплантации с другими эмиссионными процессами (ионно-плазменным осаждением, ионным травлением и т.д.);

· создать особо чистые условия, исключающие загрязнение подложек посторонними примесями;

· возможность полной автоматизации.

Однако ионная имплантация имеет недостатки и ограничения:

· нарушение кристаллической структуры полупроводниковых подложек, появление радиационных дефектов, для устранения которых и восстановления нарушенной структуры необходима дополнительная технологическая операция-отжиг;

· трудно воспроизводимы глубокие легированные области;

· оборудование ионно-лучевых установок дорого и сложно, что обусловлено необходимостью применять высокий вакуум (10-4 Па) и высокие напряжения, а также устройства препарирования примеси (испарители, ионизаторы, сепараторы).

Тем не менее, именно с помощью методов ионной имплантации оказалось возможным создавать быстродействующие биполярные транзисторы СВЧ-диапазона, мощные малошумящие транзисторы с высокими воспроизводимыми параметрами, расширяются возможности современных сверхбольших интегральных схем.

Содержание и оформление курсового проекта

Задание на курсовой проект

Студент выполняет одно из двух представленных заданий на курсовой проект. Каждое задание состоит из десяти вариантов. Номер задания и его вариант определяется преподавателем.

Задание 1

I.Представить расчет распределения примесей в кремнии при диффузионном легировании.

1. Рассчитать и построить распределение заданной примеси в кремнии при одностадийной диффузии из источника бесконечной мощности.

2. Рассчитать и построить распределение примеси при двухстадийной диффузии той же примеси в кремнии для получения p-n перехода.

3. Расcчитать глубину залегания p-n перехода.

II. Рассчитать характеристики замедления ионов при имплантации, параметры распределения заданной примеси в кремнии используя симметричное распределение Гаусса.

1. Расcчитать глубину залегания p-n переходов.

2. Представить профиль распределения концентрации примесей.

3. Рассчитать средний полный пробег ионов заданной примеси (R),

средний нормальный пробег (R_p) и среднеквадратичное отклонение пробега (ΔR_p).

Задание 2

I Представить расчет режимов технологического процесса формирования биполярной структуры, полагая, что локальное легирование производиться методом диффузии.

1. Представить профиль распределения концентрации примесей в отдельных областях структуры.

2. Построить профиль суммарного распределения примесей эмиттера и базы.

3. Расcчитать глубины залегания коллекторного и эмиттерного переходов.

II. Представить расчет режимов технологического процесса формирования биполярной структуры полагая, что локальное легирование производиться методом ионной имплантации.

1. Расcчитать глубины залегания коллекторного и эмиттерного переходов.

2. Представить профиль распределения концентрации примесей в отдельных областях структуры.

3. Построить профиль суммарного распределения примесей эмиттера и базы.

Варианты заданий

Таблица 1- Исходные данные

Таблица 2- Исходные данные

Срок сдачи законченной работы руководителю - декабрь 201 г.

Преподаватель........................................Горбунова В.Н.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

Основное содержание пояснительной записки определяется заданием на курсовой проект. Объем пояснительной записки должен быть не менее 20 - 30 страниц печатного текста. Страницы записки нумеруются, включая страницы с рисунками и таблицами. На титульном листе номер страницы не указывается.

Текст расчетно-пояснительной записки разбивается на разделы. В оглавлении указываются номера страниц, соответствующие каждому разделу записки. Разделы и подразделы нумеруются арабскими цифрами и должны иметь краткие наименования. Расстояние между заголовком и последующим текстом должно быть равно 10 мм. между заголовком и последней строкой текста -15 мм.

Пояснительная записка должна быть оформлена в определенной последовательности. Вне зависимости от темы расчетно-пояснительная записка должна содержать:

- титульный лист:

- задание на проектирование:

- оглавление:

- введение:

- описание механизма, принципов и основных характеристик технологического процесса:

- выбор схемы и параметров процесса:

- расчет технологических параметров и графическое представление результатов

- заключение:

- список использованной литературы.

Введение. В данном разделе кратко отмечаются место и роль того или иного физико-химического процесса в технологии электронных средств, выделяется проблема, которой посвящен курсовой проект, важность и актуальность ее решения, формируется задача исследований, обосновываются пути ее решения.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?