Навигация
3.1 Методика окислення
Атоми кисню адсорбуються на поверхні кремнієвої пластини, і в результаті взаємодії з атомами кремнію виникає тонка плівка SiO2. при подальшій адсорбції атомів кисню по поверхні пластини проходить їх дифузія через створений шар SiO2 і взаємодія з атомами кремнію на границі розділу кремнію-двоокис кремнію. Швидкість процесу окислення залежить від температури і тиску кисню або парів води. Крім того, на швидкість окислення має вплив присутності домішок на поверхні пластини. Причому більш високій концентрації домішок відповідає більш велика швидкість окислення. Ріст пластинки SiO2 залежить від орієнтації поверхні підкладки.
Найбільшою швидкістю росту характеризується кристалографічна поверхня (111), найменшою (100). На границі розділу кремнію-двоокис кремнію у випадку орієнтації (100) густина поверхневих станів є найменшою. Така властивість поверхні (100) використовується при розробці елементів ІМС.
Структура плівок SiO2 залежить від способу їх одержання. Так, у вологому кисні, як правило, одержують аморфні плівки, в сухому-кристалічні.
3.2 Властивості термічного окислення
Однією з важливіших властивостей термічного окислення полягає в тому, що термічно нарощені плівки двоокису кремнію мають присутній в них великий позитивний заряд (1011 – 1012 см-2), який виникає на поверхні незалежно від типу електропровідності напівпровідникової плівки. Величину цього заряду можна виміряти під дією низькотемпературної обробки 473 – 773 К. особливо ефективною така термообробка є при наявності перпендикулярного електричного поля.
Деякі окисні діелектрики задовільного класу можна отримати шяхом термічного окислення металу у відповідній атмосфері.
Метали, подібні танталу або алюмінію, утворюють дуже тонкі аморфні окисли товщиною 50 – 100 Å при температурах порядку 773 К. при більш високих температурах утворюються змішані аморфно-кристалічні окисли з поганими діелектричними властивостями. Але діелектрики задовільного класу, що мають високу електричну стійкість були одержані на кремнію при температурах 1173 – 1473 К. основною перевагою їх в зменшенні станів по границі розділу внаслідок тісного хімічного зв’язку, що виникає в процесі вирощування плівки. [3]
4. Анодне окислення
При одному окисленні використовують електроліт, який має негативно заряджені іони кисню. Самим анодом служить пластинка напівпровідника, що окислюється. Властивості плівок які можна одержати цим методом залежить від складу електроліта. В розчинах кислот виростають плівки, які мають значну товщину і велику шершавість поверхні. Якщо в якості електроліта використати розчин солей, то виростуть міцні і хімічно стійкі аморфні плівки. Швидкість процесу окислення збільшується, якщо в електроліті є іони хлора і фтора. Крім того, прсутність цих іонів локалізує позитивний заряд поблизу границі розділу кремній – двоокис кремнію. При наявності іонів хлору густина заряду складає біля 4,6 . 1012см-2 і з зростанням концентрації іонів хлору зростає. Густину заряду можна зменшити шляхом низькотемпературного відпалу. Ці ефекти обумовлені проникненням іонів галогенів в плівку SiO2, причому існування заряду можна пояснити захватом дирок ловушками поблизу границі розділу кремній – двоокис кремнію.
Товщина плівок визначається прикладеною напругою і протяжністю процесу окислення. Якість плівок можна збільшити шляхом їх згущення в парах води при підвищеній температури.
Окисний шар, одержаний анодним окисленням, характеризується головним чином аморфною структурою і великим опором пробою. Незважаючи на різносторонні дослідження різних металів в даний час в мікроелектроніці знаходять широке застосування тільки анодний алюміній і тантал.
Часто в структурі у вигляді другого шару використовують напівпровідниковий окисел, осаджений на діелектрик. Це покращує частотні і температурні характеристики плівок в порівнянні з тими плівками, для одержання яких використовується рідкий електроліт .
Тонкі плівки із розпиленого танталу внаслідок в наслідок її відносної високої частоти і гладкої поверхні в порівнянні з масивним матеріалом дозволяють формувати діелектричні шари такої високої якості, що електроди від випаровуваного матеріалу можна наносити без використання проміжного шару. Це напевне, найбільш легкий спосіб одержання плівок з великими постійними часу.
Хоча цей метод виготовлення діелектричних плівок і не зв’язаний з вакуумною апаратурою, та деякі результати цього методу заслуговують на його існування. Багато чого при виготовленні ІМС. Розробляється із застосуванням саме цього метод.
4.1 Окис алюмінію
Високо цінним в електроніці є анодування алюмінію. В загальному основними практичними вимогами при цьому процесі є:
· висока частота металу та електроліту при точному контролі напруги формування;
· густина струму;
· температура електроліту.
При дослідженні властивостей конденсаторів, які були виготовлені анодним методом дуже чистої алюмінієвої фольги і напиленням у вакуумі верхнього алюмінієвого електроду показано, що найкращі характеристики можна досягнути двохступінчастим анодуванням. При цьому переваги товстої пористої, яку одержують в щавелевокислому електроліті, доповнюються перевагами густої окисної плівки, яка утворюється в електролізі із борної кислоти. Для окисних плівок 10000Å, які можна використовувати при напрузі до 400В по амплітуді, досягнуті значення ємності порядку 0,006 мкФ/см2. Коефіцієнт втрат рівний 0,005 на частоті 50Гц, був менший, ніж у електролітичного конденсатора відповідної ємності. [4]
Похожие работы
... у провадженні судових експертиз та попередніх досліджень за завданнями слідчого або органу дізнання. Крім того, техніко-криміналістичні засоби та методи в залежності від мети поділяють на такі, які використовуються для: — збирання речових доказів (виявлення, фіксація, вилучення та упаковка); — дослідження доказів; — профілактики. Іноді у межах зазначеної класифікації виділяють і засоби та ...
... нестаціонарні мають одне істотне обмеження. У більшості випадків теорія цих методів припускає слабку залежність теплофізичних характеристик від температури. Тому їх застосування вимагає спеціального обґрунтування. 2. Методи дослідження електричних властивостей полімерів Електретно-термічний аналіз ЕТА називають метод вивчення полімерів, що полягає в одержанні електрета й наступному вим ...
... [16]. Методична база, створена в різних науках про працю, а також методична база проектування, що розуміється в самому широкому змісті слова, включаючи інженерне, являють собою великий простір методів. Технічні засоби, необхідні для ергономічних досліджень, часто являють собою стандартні пристрої і прилади, спеціально не орієнтовані на застосування в даній області. Тому потрібна адаптація цих ...
... 350 - 2000 ppm AS-MLC /AppliedSensor Inc. CO 0.5 - 500 ppm AS-MLK /AppliedSensor Inc. CH4 Від 0.01 до 4% 2. Сучасні датчики газів, та методи їх отримання 2.1 Нові матеріали та наноструктури – перспективна база елементів для датчиків газів В зв’язку з інтенсивним розвитком виробництва поверхневих датчиків газів, досліджуються придатні для їх побудови сучасні напівпрові ...
0 комментариев