Анализ методов выполнения ТП и выбор оптимального

[pic 1]2 Анализ методов выполнения  ТП и выбор оптимального

Эпитаксией называют ориентированное наращивание атомарного слоя. В процессе эпитаксии возможно образование растущих слоев путем введения донорной и акцепторной примеси.

Виды эпитаксии:

1)гомо(авто)эпитаксия- в этом случае растущий слой по химическому составу не отличается от вещества подложки и получаемый слой имеет однородную (гомогенную) структуру

Неконтролируемые примеси внедряются в эпитаксиальный слой за счёт твёрдотельной диффузии через границу раздели и за счёт испарения примеси с не планарной стороны торца и перенос её через газовую фазу. С планарной стороны пластины авто легирование проявляется как увеличение переходной области d – d1 между эпитаксиальным слоем и пластиной. При эпитаксии скорость роста плёнки существенно выше скорости диффузии атомов примеси, поэтому профиль легирования плёнки в основном определяется переносом примеси через газовую фазу во время нагрева пластин до рабочей температуры, когда на поверхности пластин образуется адсорбированный слой примесных атомов, которые захватываются растущей плёнкой, кроме того примесные атомы адсорбируются и самим подложкодержателем. При автолегировании диффузия по поверхности пластины не играет существенно роил. для снижения автолегирования не планарную сторону маскируют Si3N4; использую пониженное давление(в вакууме); снижают скорость роста плёнки; уменьшают размеры N+ скрытых слоёв; используют для роста хлоридный процесс, т.к. там автолегирование меньше; проводят перед эпитаксией газовую полировку в HCI в результате чего уменьшается кол-во атомов примеси, захватываемых растущей плёнкой.

2)гетероэпитаксия- в этом случае слой по своему составу существенно отличается от материала подложки и вступает с этим материалом в реакцию. При этом образуются гетерогенные р-н переходы.

3)Хемоэпитаксия - в этом случае получаемый слой вступает в химическую реакцию с материалом подложки и образованный слой отличается по химическому и от материала подложки и от материала осаждаемого, но имеет ту же кристаллическую структуру что и подложка.

1)Газофазная эпитаксия- использует реакции в газовой фазе при высоких температурах. Можно получать гомогенные слои с низкой дефектностью, равномерной толщиною, совершенной структурой, толщинами от 1 до десятков мкм. Химическая реакция является гетерогенной, так как атомы кремния выделяются на пл. и исходные реагенты должны быть подобраны так, чтобы побочные продукты не загрязняли пластину и не десорбировались с ней. Одним из распространенных методов является  хлоридный метод -восстановление водородом кремния из тетрохлорида кремния при температуре 1200С.Напрвление этой реакции зависит от концентрации реагирующих веществ . На скорость роста оказывает влияние температура, кристаллографическая ориентация кремния. Недостатком [pic 2]является высокая температура процесса, большая зависимость качества от условия проявления процесса и возможность загрязнения растущего слоя.

Газовое легирование происходит при использовании гидридных газов PH3 AsH3 B2H6 SbH3. В этом случаи взаимодействие газов со стенками газопровода и реактора существенно снижается в этом методе легирования уровень легирования будет зависеть от температуры в обратной пропорциональности ( будет уменьшаться уровень легирования с ростом температуры) , от концентрации легирующих примесей в газе и от его парциального(соотношение газа к газоносителю в реакторе) давления . При температуре 1200 градусов уровень легирования эпитаксиальной плёнки фосфором из PH3 линейно возрастает с повышение концентрации PH3. При одном и том же значении парциального давления легирующего газа более высокая концентрация при легировании эпитаксиального слоя бора из дибарана будет более по сравнению мышьяком из арсина и это связанно с тем, что арсин частично конденсируется на внутренних стенках реактора из за высокого парциального давления, а бор из за низшей валентности на стенках не конденсируется, таким образом основным фактором, влияющим на уровень легирования эпитаксиальных слоёв гидридами, является концентрация парогазовой смеси(ПГС) и температура. Для управления уровнем легирования необходим точный контроль расходов, т.е. необходимы РРГ-3(для более мелких расходов) или РРГ-7(для более высокого расхода). Для того, чтобы регулировать концентрацию в широких пределах используют системы двойного разбавления водородом и необходим контроль сброса основной доли разбавляемого газового потока РРГ.
Достоинства:
Возможность использования для получения многослойных эпитаксиальных структур.