2 Порядок расчета программируемых параметров

2.1 Входные и выходные данные

Входные данные:

R(0)- начальный радиус зерна поликремния перед термообработкой, мкм;

t - время термообработки, с;

T - температура термообработки, ;

- концентрация легирующей примеси, ;

Выходные данные:

R(t)- радиус зерна поликремния после термообработки, см;

- отношение концентраций вакансий всех зарядовых состояний в легированном поликремнии к нелегированному;

- концентрация носителей заряда в зерне поликремния, см-3;

- концентрация активных примесей в зерне поликремния, см-3.

Исходное окно программы:

Рисунок 2.4 – Исходное окно программы

2.2 Полученные зависимости

Выходные данные можно получить в виде таблицы:

Рисунок 2.5 – Получение результатов в виде таблицы и графика:

Рисунок 2.6 – Получение результатов в виде графика

Легко можно выбрать режим термообработки - длительный или импульсный (см. справа врезка):

Рисунок 2.7 - Выбор режима термообработки

Далее можно рассчитать удельное сопротивление легированного поликремния и построить его зависимость от радиуса зерна:

Рисунок 2.8 – Зависимость удельного сопротивления от радиуса зерна

Задание

Необходимо найти условия обработки пленок при заданных исходных параметрах.

Все процессы происходят при длительном отжиге.

1. Откройте файл index.html. Файл должен открыться браузером InternetExplorer или другим браузером, установленным по умолчанию. На странице должны появиться два окна Java-апплетов, если программы не отображаются, необходимо скачать JavaVirtualMachine с сайта http://www.java.com и установить ее.

2. Используя программу «Удельное сопротивление пленки поликремния», выберите пункт «Зависимость R_es от R_о», выставите значение исходного радиуса зерна = 0,05 (по умолчанию) и, меняя в допустимых пределах параметр концентрации примеси Nt, подберите соответствующий радиус полученного после отжига зерна R₀, если lg(Res) =

a. -4.0187 Ом*см

b. -3,7922 Ом*см

c. -2.6867 Ом*см

Все четыре параметра запишите. R_o – исходный радиус зерна пленки, R₀ – получившийся радиус зерна в результате отжига, N_t – концентрация примеси, lg(R_es) – удельное сопротивление пленки при данном размере зерна.

3. В программу «Рост зерна кремния при длительном и термическом отжиге» ввести два исходных параметра: R₀ = 0,05 и значение N_t, полученное в предыдущей работе.

4. Выбрать «Длительный отжиг», «Зависимость R от T» и построить график.

5. Подобрать такое время отжига, при котором R = R_о, полученному в п. 2. Записать получившуюся температуру и время отжига.

6. При получившихся параметрах построить оставшиеся три графика: R(R_o), R(t) и R(N_t)

7. Все графики необходимо сохранить (PrintScreen) или построить заново, записав 6-8 опорных точек. Предоставить отчет.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Краткий конспект.

4. Результаты выполнения лабораторной работы представить в виде описания используемых материалов и компонентов.

5. Выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. Какой метод используется в микроэлектронике для создания пленки поликремния?

2. Опишите структуру пленок поликремния.

3. Как изменяется размер зерен пленок кремния в зависимости от температуры отжига?

4. Как влияет введение легирующей примеси на размер зерен пленок кремния?

5. Зависят ли структура и ориентация поликристаллического кремния от типа подложки?

6. Объясните диффузионную теорию роста зерна поликремния при термообработке.

7. Объясните кинетическую модель подвижности границы зерна.

8. Рассчитайте концентрации вакансий в кремнии.

Список литературы:

1 Осадин Б. А, Шаповалов Г. И. Физика и химия обработки материалов, № 5, с. 43, 1976.

2 Холленд Л. Нанесение тонких пленок в вакууме. М., Госэнергоиздат, 1963.

3 Чистяков Ю. Д., Ивановский Т. Ф., Ушаков В. А., Попов Л. В., Кожитов Л. В. Электронная техника, сер. Материалы, вып. 6, с. 20, 1970.

4 Александров Л. Н. Процессы роста и структуры монокристаллических слоев полупроводников, ч. 1. Новосибирск, «Наука», 1988.

5 Иванов Р. Д. Катодный метод создания пленочных элементов микросхем. М., «Энергия», 1992

6 Колешко В. М., Ковалевский А. А., Калошкин Э. П., Рыжикова Н. Е. Кинетика осаждения и свойства тонких высоколегированных поликристаллических пленок кремния, полученных методом пиролиза моносилана. Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы, т.13, № 6, с.941, 1977.

7 Ковалевский А. А., Некарюкин И. В., Рыжикова Н. Е. Комплексная микроминиатюризация и повышение качества радиоэлектронной аппаратуры. Минск, МРТИ, 1976

8 Колешко В. М., Ковалевский А. А., Некарюкин И. В. Влияние технологических факторов на величину поверхностного сопротивления поликристаллических пленок кремния. Электронная техника, сер. Материалы, вып. 7, с.45, 1985.

9 Волькенштейн Ф. Ф. Физико-химия поверхности полупроводников. М.,

«Наука», 1973.

10 Уикс В. Е Электроника (рус.пер.), т. 49, № 12, с.39, 1996.

11 Шварц Н., Берри Р. Физика тонких пленок, т.2. Под ред. Н. И. Елипсова и В. Б. Сандомирского. М., «Мир», 1976.

12 Кресин О. М., Харинский А. Л. Электронная техника, сер. Микроэлектроника, вып. 5, с. 24, 1967.

13 В.В.Нелаев, А.С.Турцевич. Моделирование процесса осаждения поликремния из газовой фазы. М., 1989.

14 http://avl.iatp.by/edu_progs.htm

15 Нашельский А. Я. Технология полупроводниковых материалов. – М.: Москва: Металлургия, 1993.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3