Технология получения полупроводников

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ [c.183]

В заключение следует сказать, что применение фосфида галлия и карбида кремния далеко не исчерпывается приведенными выше конкретными случаями. По мере совершенствования технологии получения этих полупроводников области их применения в современной полупроводниковой технике будут неограниченно расширяться. [c.51]

В меднозакисных и селеновых вентилях используются полупроводники в поликристаллическом виде, в то время как в германиевых и кремниевых используют полупроводниковые монокристаллы что улучшает процессы, происходящие в р- /г-переходе. Благодаря этому германиевые и кремниевые вентили обладают гораздо более высокими характеристиками. Аморфная разновидность кремния не применяется как полупроводниковый материал. Германиевые вентили раньше кремниевых нашли широкое промышленное применение, что связано с более простой технологией получения монокристаллов германия, хотя и она связана с немалыми трудностями. [c.284]

Прогресс современной науки и техники неразрывно связан с успехами как в развитии и совершенствовании технологии получения традиционных полупроводниковых материалов, так и в разработке и исследовании новых перспективных полупроводников. [c.3]

Раньше, а нередко и сейчас, новые полупроводниковые материалы создавались эмпирически. Однако знание природы химической связи, структуры, физико-химических свойств известных материалов и установление взаимосвязи между свойствами и способами их производства позволяют научно обоснованно прогнозировать наличие полупроводниковых свойств у новых материалов и разрабатывать технологию получения этих новых полупроводников с заданными параметрами. [c.4]

Использование эпитаксиальных пленок в электронной промышленности позволило существенно улучшить характеристики туннельных и лазерных диодов, разработать технологию получения транзисторов с высоким коэффициентом усиления на высоких частотах, мощных и высоковольтных транзисторов. На применении эпитаксиальных слоев основано производство таких приборов, как планарные полевые транзисторы, выполненные на структуре металл-окисел-полупроводник с изоляцией У-образными канавками (У-МОП). Эпитаксиальные структуры также используются для улучшения характеристик памяти с произвольным доступом и комплементарных интегральных МОП-схем. Новые перспективы в технике открыло применение эпитаксиальных гетероструктур, создание которых другими методами затруднено, в полупроводниковых приборах (например, для изготовления инжекционных лазеров). Кроме того, эпитаксия дает возможность получения многослойных структур со свойствами каждого слоя, практически не зависящими от свойств предыдущего слоя. Это открывает широкие возможности для разработки качественно новых типов электронных приборов. [c.322]

Значение / определяется сопротивлением термометра при температуре Та [как правило, 7 о==293 К (20 °С)], а значение В зависит от материала полупроводника, из которого изготавливается термометр. В связи с тем что технология получения полупроводниковых термопреобразователей сопротивления не позволяет изготавливать их с идентичными характеристиками (они не отвечают полностью требова- [c.46]

Особое место в технологии изготовления германиевых и кремниевых полупроводников занимает получение р-п-переходов. Два технологических приема связаны непосредственно с процессом получения монокристаллов вытягиванием. Один из них использует процессы, происходящие в расплаве с введенными в него акцепторными и донор-ными примесями при изменении скорости вытягивания. Например, при избытке в расплаве донорной примеси и замедленной скорости акцепторная примесь остается в расплаве и в кристалле образуется зона с электропроводимостью типа л. При повышенной скорости вытягивания получается зона с электропроводимостью типа р. [c.283]

Существует так называемый эпитаксиальный способ получения /г-л-переходов в кремниевых полупроводниках. Сущность его заключается в выращивании на поверхности специально подготовленной кремниевой пластинки моно-кристаллического слоя кремния с помощью осаждения его атомов из газовой фазы с одновременным введением в выращиваемый (эпитаксиальный) слой необходимых примесей — донорных и акцепторных. В эпитаксиальной технологии существует и такой вариант, при котором весь процесс разбит на две стадии сначала наращивается эпитаксиальный слой кремния без каких-либо добавок, после чего диффузионным методом в него вводится необходимая примесь. [c.283]

Параметрич. диоды изготовляются в основном из Се либо методом формовки (точечный переход), либо диффузией с получением меза-структуры и тонкой базы (плоскостной переход). Технология изготовления формованных П. д. не дает возможности получать тонкие базы, поэтому для получения малых Гд нужен полупроводник с малым р. Однако с уменьшением р уменьшается / рИ, следовательно, т. Оптимальные характеристики получаются при р % 0,05 ом. В диффузионных П. д., изготавливаемых из материала с большим р, 7 ,р больше, чем у формованных, а (за счет получения тонкой базы) меньше. Недостаток диффузионных диодов для получения одинакового т требуется большая мощность накачки параметрич. [c.122]

Описать подробно все существующие технологические приемы, используемые в производстве материалов для электронной техники, в одном курсе вряд ли возможно и целесообразно, по крайней мере, из-за довольно быстрого соверщенствования технологии. Сведения о способах получения того или иного конкретного полупроводника можно получить из статей, справочников, монографий и т.д. Однако существуют некоторые общие закономерности технологических процессов производства разных полупроводниковых материалов. Это позволяет объединить способы получения различных полупроводников в типичные технологические методы, выделить наиболее широко используемые и детально их проанализировать. [c.5]

В настоящем курсе излагаются основы материаловедения и технологии полупроводников, которые позволяют получить общее представление об основных закономерностях образования полупроводниковых фаз, о механизмах их роста, условиях получения, а также получить представление о наиболее широко используемых в промышленности методах производства объемных полупроводников и эпитаксиальных полупроводниковых пленок с заданными свойствами. Эти знания необходимы студентам, специализирующимся в области физики полупроводников, для понимания специальной литературы. Действительно, почти каждая статья, посвященная исследованию свойств полупроводников или созданию приборов на их основе, начинается с описания метода получения материала, так как его свойства, как будет показано в этом курсе, тесно связаны с методом его получения. [c.5]

Электрофизические свойства кристаллов определяются, как было выяснено в гл. 3, содержащимися в них структурными дефектами и примесями. Требование продолжительности и стабильности работы полупроводниковых приборов делает одной из важнейших задач технологии задачу получения совершенных монокристаллов с заданным значением параметров. Однако получение чистых элементарных веществ, необходимых для производства различных, в том числе легированных и сложных, полупроводников, используемых для создания приборов, является чрезвычайно сложным технологическим процессом. [c.190]

Широко распространено мнение, что выращивание монокристаллов из газообразной фазы не имеет большого практического значения ввиду малых скоростей роста, присущих этому методу. Действительно, скорость роста монокристаллов из газообразной фазы обычно равна сотым долям мм/ч, что на несколько порядков ниже, чем при вытягивании кристаллов из расплава. Рост из газообразной фазы применяется в основном для выращивания тонких эпитаксиальных пленок, используемых в технологии полупроводниковых приборов, и для получения небольших монокристаллов тугоплавких материалов, а также полупроводниковых соединений, которые плавятся с разложением. Кроме того, поскольку высокопроизводительные методы выращивания монокристаллов из расплавов не всегда обеспечивают высокую однородность их свойств, то для получения особо качественных небольших кристаллов полупроводников используются методы выращивания из газообразной фазы. Эти методы, естественно, не устраняют все причины, приводящие к дефектности кристаллов. Процессы выращивания монокристаллов из газообразной фазы тоже весьма чувствительны к колебаниям внешних условий и составу питающей фазы. Однако влияние этих колебаний значительно сглажено благодаря малым скоростям роста, что способствуют приближению к более равновесным условиям роста. [c.250]

Рассмотрим сначала особенности первой группы методов. В современной технологии полупроводников широкое распространение получили технологические процессы получения монокристаллов из паровой фазы в системах с пониженным давлением (в вакууме). К преимуществам выращивания кристаллов в вакууме относятся чистота условий получения материалов и изученность закономерностей массопереноса в вакууме, последнее позволяет научно обосновать и автоматизировать технологические процессы. [c.251]

Процессы диффузии очень распространены и играют огромную роль во многих важнейших технологических процессах получения и обработки полупроводников, а также при фазовых и структурных превращениях. Диффузия примесей лежит в основе процесса гомогенизации свойств материала при термообработках, в ряде случаев лимитирует очистку, играет огромную роль при распаде пересыщенных твердых растворов, их упорядочении и разупорядочении. Процессы диффузии используются для получения р — я-переходов, для формирования базовых и эмиттерных областей и резисторов в биполярной технологии изготовления полупроводниковых приборов, для создания областей истока и стока в МОП-техно-логии и т. д. Поэтому знание основных законов диффузии, диффузионных параметров примесей необходимо для выбора оптимальных режимов технологических операций, а также для понимания некоторых эффектов, проявляющихся в процессе изготовления полупроводниковых схем и приборов. [c.283]

Рассмотрим два частных, но важных для технологии полупроводников и получения р — я-переходов в полупроводниковых приборах случая рещения уравнения одномерной диффузии (8.6). [c.294]

Технология диффузионного соединения полупроводник—металл. Подготовка полупроводниковых и металлических деталей к диффузионной сварке. Слитки из полупроводниковых материалов, полученные тем или другим способом, подвергают резке на пластины диаметром до.100 мм и толщиной 0,2—10 мм (более тонкие пластины ломаются). Полирование полупроводниковых пластин является заключительной операцией, обеспечивающей малые параметры шероховатости поверхности кристаллов [Яг = 0,1, 0,05 мкм) и минимальный нарушенный слой (0,2— 1 мкм), или получение бездефектной поверхности. Пластины и кристаллы после механической обработки от органических, ионных и механических загрязнений [c.234]

Успешное решение этой задачи возможно лишь при наличии полупроводниковых материалов, сочетающих в себе нагревостой-кость и высокие электрофизические характеристики. Из таких материалов наиболее перспективны полупроводники с широкой запрещенной зоной — фосфид галлия и карбид кремния. Получение этих материалов связано с рядом технических трудностей, обусловленных высокой температурой плавления и невозможностью получения расплава при нормальном давлении. Поэтому фосфид галлия и карбид кремния в виде монокристаллов полупроводниковой чистоты известны сравнительно недавно. Тем не менее за последнее десятилетие достигнуты значительные успехи в технологии получения этих материалов, в разработке полупроводниковых приборов на их основе. [c.45]

В настоящее время в Советском Союзе и ряде зарубежных стран начинают применяться новые термоэлектрические холодильные установки и тепловые насосы с полупроводниковыми элементами, использующие явление Пельтье, т. е. поглощение или выделение тепла в спаях двух разнородных проводников или полупроводников при прохождении через них тока. Особенно интенсивно протекает явление Пельтье в термопаре, состоящей из разновидных полупроводников дырочного и электронного. Дальнейшее усовершенствование технологии получения иолупроводников и удешевление последних позволят полупроводниковым тепловым насосам, ввиду их конструктивной простоты и экономичности, получить значительное применение в советском энергетическом хозяйстве. [c.204]

Новейшее развитие радиоэлектроники и широкое использование ее в различных областях техники предусматривают самое широкое применение полупроводниковых металлических материалов и, в частности, германия и кремния. Возможность получения совершенных полупроводниковых приборов, отвечающих запросам современной техники, О Пределяется не только исходными электрическими свойствами материала полупроводников, но в большей степени зависит также и от их поверхностных свойств. Например, выбранная технология обработки поверхности при изготовлении полузфоводниковых приборов (химическое травление), а также после-лующпе ноздействие на поверхность полупроводникового прибора окружающей атмосферы заметно изменяют и его электрические свойства. Успешное разрешение вопроса о получении полупроводников с заданными стабильными свойствами в значительное мере определяется уточнением роли физико-химического коррозионного воздействия внешней среды (травильного раствора или атмосферы) на полупроводниковые свойства этих материалов. [c.584]

Из (12.26) следует, что для получения максимальной внутренней эффективности светодиода следует по возможности увеличить отношение вероятности излучательной рекомбинации к безызлуча-тельной. Безызлучательная рекомбинация, как правило, определяется в основном глубокими рекомбинационными центрами, излу-чательная же идет обычно в результате межзонных переходов (рис. 12.11, а), переходов из зоны проводимости на мелкие акцепторные уровни (рис. 12.11, 6) или с мелких донорных уровней в валентную зону (рис. 12.11, б). Вероятность безызлучательной рекомбинации можно уменьшить, очистив полупроводник от глубоких рекомбинационных центров. Сделать это очень трудно, так как сечение захвата носителей некоторыми примесными центрами, например медью, велико и требуется очень высокая степень очистки оттаких примесей. Поэтому качество светодиодов в значительной мере зависит от степени очистки исходных материалов и совершенства технологии изготовления диодов. [c.332]

Вполне реальными для широкого практического освоения в ближайшем будуш ем являются процессы получения высококачественных моно-кристаллических слоев кремния, арсенида галлия и других полупроводниковых материалов на изолирующих (в том числе некристаллических) подложках большой площади, а также процессы эпитаксиального выращивания многослойных гетерокомпозиций типа металл—диэлектрик-полупроводник. В последнем случае, помимо традиционных эпитаксиальных технологий, целесообразно использовать интенсивно разрабатываемые в последние годы процессы создания скрытых проводящих и диэлектрических слоев, путем высокодозовой ионной имплантации ( ионного синтеза ) и последующего термического отжига. Успешная реализация последних требует детального исследования закономерностей дефектообразования и механизма протекающих процессов на различных этапах ионного синтеза и последующей твердотельной эпитаксии. Пока такого рода исследования проводятся в основном в применении к кремнию. На очереди другие важнейшие полупроводниковые материалы. [c.86]

Наиболее перспективным полупроводником является арсенид галлия GaAs, несмотря на сложность технологии его получения. Значительно большая, чем в кремнии, скорость движения электронов позволяет использовать GaAs в быстродействующих системах. [c.590]

Эпитаксия возможна из любой фазы газовой, Лидкой или твердой, но преимущественно используются методы газо- и жидкофазной эпитаксии. Они применяются в технологии производства микроэлектронных полупроводниковых и оптоэлектронных приборов для получения пленок и многослойных структур. В настоящее время методами эпитаксии получают слои элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений, гранатов, ортоферритов и других материалов. [c.327]

В СИД и ИЛ для ВОЛС применяются прямозонные полупроводники. Для создания качественных источников излучения необходимо обеспечить кристаллографическое совершенство материала и отсутствие в нем химических примесей с глубокими уровнями в запрещенной зоне. Для получения идеального гетероперехода оба его материала должны образовать изоморфную и изоперио-дическую пару. При создании излучательных гетероструктур. в основе подбора материалов и технологий для создания эффективных гетеропереходов лежит принцип изопериодического замещения в твердых растворах. На рис. [c.109]

Поразительные возможности современной полупроводниковой электроники и особенно микроэлектроники реализуются только по мере разработки и освоения выпуска полупроводниковых материалов с разнообразными физическими свойствами. Эти материалы позволили создать на их основе миниатюрные усилители и генераторы электрических сигналов, работающие в широком диапазоне частот интегральные микросхемы для современных компьютеров преобразователи одного вида энергии в другой полупроводниковые светодиоды, лазеры и фотоприемники, работающие в ИК- и видимом диапазонах (полупроводниковые лазеры и фотоприемники — составляющие элементной базы волоконно-оптических линий связи) детекторы излучений и частиц магнитные, пьезо-, сегне-тоэлектрические и многие другие устройства. В то же время открытие новых явлений и потребность создания более совершенных приборов для научных исследований стимулируют поиск, разработку и освоение производства новых материалов с требуемыми свойствами. Между физикой и технологией полупроводников существует тесная взаимосвязь, и часто оказывается, что получение новых физических результатов становится невозможным без постоянного прогресса в технологии. [c.3]

Технология полупроводников — это совокупность методов, которые позволяют получить полупроводник с заданными параметрами. На основе результатов, полученных в материаловедении, технологи разрабатывают и соверщенствуют промышленные способы получения материалов. [c.5]

Тем не менее ионная имплантация и радиационное легирование кристаллов сейчас — важные и быстро развивающиеся области технологии полупроводников. Так как ионная имплантация обеспечивает более точный контроль общей дозы легирующей примеси в диапазоне см , там, где это возможно, ею заменяют процессы диффузионного легирования. Очень интенсивно ионная имплантация используется для формирования сверхбольших интегральных схем. Метод радиационного легирования используется для получения кремния, необходимого для производства силовых приборов, где в качестве главного требования выступает высокая однородность распределения примесей в кристалле. Метод радиационного легирования также находит все большее применение и для легирования других полупроводниковых материалов. Так, им осуществляют легирование Ge галлием и мышьяком, InSb оловом, GaAs германием и селеном и т. д. [c.266]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...