лению с поверхности ингибитора (слоя из продуктов взаимодей­ствия).

Требования к точности переноса рисунков удовлетворяются при использовании методов сухого травления в газовом разряде при низком давлении (в плазме), обеспечивающих высокую ани­зотропность травления.

Для глубокого анизотропного травления используют так на­зываемый БОШ-процесс. Процесс представляет собой чередова­ние двух стадий:

1. Изотропного плазмохимического травления;

2. Осаждения полимера.

К достоинствам этого процесса можно отнести высокую ско­рость травления (до 20 мкм/мин); возможность управления сте­пенью анизотропности; высокую воспроизводимость процесса.

Скорость, селективность и анизотропия травления определя­ются различными параметрами, включая состав и давление ра­бочего газа, температуру подложки, частоту и плотность мощно­сти приложенного электрического поля. Эти параметры необхо­димо строго контролировать для качественного воспроизводства процессов травления.

Улучшение селективности и контроля профиля травления становится особенно важным по мере дальнейшего уменьшения размеров элементов ИМС.

Глава 5

Эпитаксиальные процессы в технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

5.1. Эпитаксиальные процессы

Термином «эпитаксия» обозначают процесс кристаллогра­фически ориентированного наращивания монокристаллического слоя на монокристаллической подложке, при котором новая фаза закономерно продолжает кристаллическую решетку под­ложки. Процесс происходит от двух греческих слов: эпи - «на» и таксис - «располагать в порядке».

По природе взаимодействий «подложка - растущая крис­таллическая фаза» эпитаксиальные процессы можно разделить на следующие типы:

• автоэпитаксия;

• гетероэпитаксия;

• хемоэпитаксия.

Автоэпитаксия (гомоэпитаксия) - процесс ориентирован­ного наращивания кристаллического вещества, одинакового по структуре и не отличающегося химически (или отличающегося незначительно) от вещества подложки. Отличие может заклю­чаться в типе примесей и различном уровне легирования под­ложки и наращиваемого слоя.

Гетероэпитаксия - процесс ориентированного наращивания вещества, отличающегося по химическому составу от вещества подложки. Этот процесс происходит с образованием переходно­го слоя, протяженность которого может быть значительной. Путем образовании гетероэпитаксиальных слоев в полупровод­никах возможно формирование гетеропереходов, способных вы­полнять многочисленные функции как в дискретных приборах, так и в ИМС.

Хемоэпитаксия - процесс ориентированного наращивания, в результате которого образование новой кристаллической фазы - хемоэпитаксиального слоя — происходит за счет хими­ческого взаимодействия (например, реактивной диффузии) ве­щества подложки с веществом, используемым в качестве эле­мента реактивной диффузии. Полученный слой по химическо­му составу отличается как от подложки, так и от исходной фазы, но закономерно продолжает кристаллическую структуру подложки. Как правило, толщина хемоэпитаксиального слоя невелика. При образовании таких слоев может быть сформиро­ван гетеропереход или невыпрямляющий контакт.

Реотаксия (от греч. реос - «скользить») - ориентированное наращивание кристаллического слоя в условиях, близких к рав­новесным, на подложке как механическом носителе. Подложка может быть стеклообразной, аморфной или иметь структуру, отличную от структуры формирующейся кристаллической фазы. Упорядочение формирующегося слоя происходит за счет высо­кой подвижности исходных структурных образований класте­ров, попадающих на подложку из внешней среды.

По химическому состоянию вещества в период переноса от внешнего источника к подложке (фактически по химическому составу исходной фазы) эпитаксиальные процессы подразделя­ют на:

• прямые;

• непрямые.

В прямых процессах вещество переносится к подложке без промежуточных реакций. То есть химический состав вещества источника, его состав в процессе переноса и состав эпитаксиаль-ного слоя одинаковы. Примерами таких процессов могут сложить: вакуумное испарение, сублимация, молекулярная эпитаксия.

В непрямых процессах при переносе вещества от источника к подложке происходят химические превращения: пиролиз, вос­становление, окисление, диспропорционирование, различные ста­дии химического синтеза и др. Таким образом, состав промежу­точной фазы отличается и от состава источника, и от состава растущего эпитаксиального слоя. Такие процессы наиболее рас­пространены.

По агрегатному состоянию исходной фазы все эпитакси­альные процессы делятся на четыре типа:

• эпитаксия из газовой фазы;

• эпитаксия в жидкой фазе;

• эпитаксия в системе пар - жидкость - кристалл;

• эпитаксия при твердофазном взаимодействии.

Газофазная (парофазная) эпитаксия. В прямых процессах данного типа осаждаемое вещество в исходной среде находится виде атомного или молекулярного пара (молекулярных пучков) в вакууме или инертной атмосфере. В непрямых процессах осаж­даемое вещество или его компоненты содержатся в исходной среде в виде пара (или газообразных) химических соединений или их смесей с газовыми химически активными реагентами и газами-носителями.

Эпитаксия в жидкой фазе. В данном случае осаждаемое вещество находится в виде раствора (раствора-расплава). Пере­нос вещества к подложке осуществляется при распаде пересы­щенного раствора диффузионным путем, иногда при участии конвективного обмена в жидкой фазе.

Эпитаксия в системе пар - жидкость - кристалл. В дан­ном случае рост эпитаксиального слоя происходит путем пере­носа осаждаемого вещества из газовой фазы через тонкую плен­ку промежуточной стабильной или метастабильной жидкой фазы.

Эпитаксия при твердофазном взаимодействии. Данный метод представляет собой перекристаллизацию вещества в по­верхностном слое твердой фазы или его синтез в поверхност­ном слое с последующей перекристаллизацией. Частным слу­чаем эпитаксии в твердой фазе является перекристаллизация стеклообразной фазы на поверхности монокристалла за счет фазового перехода 2 рода. Для синтеза тонких слоев химичес­ких соединений вблизи поверхности твердого тела иногда ис­пользуют метод ионной имплантации одного из компонентов соединения с последующей рекристаллизацией в процессе эпи­таксиального отжига.