1 / 77

ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA 3.

ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA 3. Litográfia Maratás LIGA Diffúzió Adalékolás Szerkezetek példái, integrált áramkörök. A vastag- és vékonyréteg áramkörök integrált elemeinek megvalósítási formái. Értékbeállítási eljárások, lézeres értékbeállítás. Memóriák Kiszerelés, tokozás.

zoltan
Download Presentation

ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA 3.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA 3. Litográfia Maratás LIGA Diffúzió Adalékolás Szerkezetek példái, integrált áramkörök. A vastag- és vékonyréteg áramkörök integrált elemeinek megvalósítási formái. Értékbeállítási eljárások, lézeres értékbeállítás. Memóriák Kiszerelés, tokozás

  2. Litográfia és maratás: Átvitt kép(alakzatok) vagy direkt írás ? Foto-, röntgen-, e-sugár, ion. Probléma: felbontás, annak növelése. Maratás: szelektivitás, minőség. Orientált szerkezetek előállítása, LIGA mély maratás-MEMS.

  3. maszk  Lmax DOF Proekciós rendszerek felbontása: Lmax =k1 / NA, ahol k1-folyamatfüggö állandó, NA=n1.sin, n- az átvivő közeg n-je, DOF (depth of focus) – fókusz mélység D=+-Lm/2sin  / (NA)2 TEHÁT: a felbontás növelése érdekében csökkenteni kell a  vagy növelni az NA, vagy mindkettő, + immerszió?

  4. Maszkok: CAD tervezés, méret redukció, készítés: Cr réteg hordozón, FeO2, 15-20 maszk kell egy IC gyártásához! Szabvány maszk: 15x15 cm2 SiO2 üveg, 6 mm vastag. (hőtágulás, deformáció minimális, UV áteresztés) Fontos: a hibák sürüsége!!! Hasznos csip kimenet: Y=exp(-M.S), ahol M-fatális hibák száma /egység felület, S-csip felülete. Többszörös maszkolásnál n.M.S. Fotorteziszt: Pozitív – a bevilágított maródik, marad a vetített kép. Negatív- fordított. .Szerves anyagok, Shipley, stb, de lehet szervetlen: GeSSe, AsSSe,… Spinning (ha szervetlen – leválasztás).

  5. Expozició-válasz : mennyi reziszt marad az adott expozició és maratás után. Érzékenység=expozició, ami a teljes oldódáshoz szükséges. Kontraszt: =(ln(Er / E1))-1. Elmosódás- diffrakció! + maratási folyamat.

  6. Felbontás növelése: Kisebb méret, jobb DOF, több árnyalat az expozíciónál. Fáziseltoló maszk: 1800 fáziseltolás = d vastag +maszk az egyik résre d=/2(nmaszk-1) Másik eljárás: képjavítás, különböző geometriák (kocka, kör) egymás mellett,…

  7. A tisztaság problémája:

  8. Tiszta szoba (cleanroom):

  9. További litográfia technikák: e-sugaras, röntgen, ion, EUV, SCALPEL:scattering with angulár limitation projection electron beam litography

  10. Electron Beam Lithography (EBL) • Folyamat: Az elektronsugár „bevilágit” vagy pásztazza a hordozót a megadott program szerint. Pozitívum: felbontás, bármilyen kép, sokszor Negativum: lassú (egy vagy több nagyságrenddel), drága berendezés és maga az eljárás.

  11. Monte-Carlo simulation of electron trajectories in the structures Se/As2S3 Sb/As2S3 E-beam penetrates almost similarly through both type of NMLs at 30 kV.

  12. Deep pen litography

  13. (110) síkon át Maratás: nedves és száraz Si: Si +4HNO3→SiO2+ 2H2O+4NO2. . Sebességek:10-100 nm/perc A SiO2 réteg oldására használjuk a HF savat: SiO2+6HF →H2SiF6+2H2O Vagy: HF + NH4F(buffered HF, buffered-oxid-etch) Orientáció-függő maratás: (100) síkon át GaAs: H2SO4.H2O.H2O2, H3PO4.H2O.H2O2 (8:1:1) , v=800 nm/perc. Fontos az orientáció, a Ga és az As atomok kioldása….

  14. Planáris technológia: fémrétegek alakítása

  15. Plazma maratás: Lehetne direkt plazma hatás (sputtering), de jobbak a marató gázok. RIE- reactive ion etching. ATOMKI ECR

  16. LIGA:(német lithographic, galvanoforming,abforming) litográfia-elektrokémia-molding Mikrométer széles, sok mikrométer mély elemek gyártása

  17. FIB(Focused Ion Beam)írás, adalékolás • Ionok implantálhatók • Elektronokat lokalizálhatunk, rezistorok kialakítása • Lokális adalékolás • SPM: litográfia • Atomi felbontás, atomok hozzáadása, deszorbciója, oxidáció, marás- • nanotechnológia

  18. Poly Si MOSFET metszete, gát fémréteggel az Al és a Si között, kompozit kapuelektródával

  19. Alapelemek és technológiájuk: Passzív elemek: ellenállás, kondenzátor, indukciós tekercs –volt már, de ismételjük p-n átmenet, heteroátmenet, p-n-p, FET: Litográfia- maratás- DIFFÚZIÓ(implantáció)- litográfia...

  20. Passzív elemek: ellenállás, kondenzátor, indukciós tekercs Integrált áramkör rezisztora.

  21. a)Integrált MOS kapacitás, b)Integrált p-n kapacitás

  22. Indukciós tekercs Si szubsztrátumon: kép és ekvivalens modell

  23. Vastagréteg hibrid IC érték-beállítási terve Értékbeállítás:ellenállás

  24. Lézeres értékbeállító berendezésben a sugármenet

  25. Az értékbeállítás közben mérik az ellenállások értékét mérőtűk

  26. lézeres bevágások Lézerrel értékbeállított vastagréteg ellenállások

  27. Értékbeállítás szimulációjának eredménye

  28. Planáris folyamat p-n-p gyártás

  29. Bipoláris tranzisztor gyártása: a-betemetett réteg implantációja b- epitaxia c- reziszt , maszkolás, maratás d- implantáció Oxid-szigetelt bipoláris tranzistor metszete

  30. MOSFET keresztmetszete (Si, n-csatornás), rétegtechnológia.

  31. Bipoláris tranzisztor gyártása: a-oxid szigetelés b-bázis implantáció c-vékony oxid eltávolítása d-emitter és kollektor implantáció

  32. DIFFÚZIÓ Az ionimplantáció és a diffúzió technológia alkalmazása adalékolásra Alapfolyamatok és problémák: Koncentráció gradiens, diffúzió, diffúzió profil, laterális diffúzió hatása Ionimplantáció: előnyök és hátrányok, a roncsolás kiküszöbölése

  33. Tipikus technológia, Si adalékolása: Általában: 800-1200C a Si, 600-1000C a GaAs esetében. Si+B =p-típus, Si+P, As = n-típus, oldékonyság tőbb mint 1020 cm-3! Diffúzió szilárd fázisból (BN, As2O3, P2O5), folyadékból (B2H6, AsH3, PH3) 4POCl3+3O2→2P2O3 +6Cl2, továbbá: 2P2O5 (üveg)+5Si → 4P(diffundál)+5SiO2 ∂C/∂t = D ∂2C/∂x2, D=Doexp(-Ea/kT), D=cm2/s

  34. Foszfor diffúziós profiljai különböző felületi koncentráciok esetében , folyamat 1 óra 1000 C. d-a legnagyobb koncentráció, Ugrás- vakanciák szerepe változik

  35. x Projected range – mélység, Straggle – deviációk , mélység és lateráalis IMPLANTÁCIÓ Energiavesztés-lelassúlás: 100-200 keV →0. atomi ütközések és kölcsonhatás az elektronokkal Rp Projected range, straggle, lateral straggle B,P,As in Si(a), H,Zn,Te in GaAs (b) Többszörös implantáció, különböző energiákkal – mélyebb profil.

  36. Ionimplantáció – kristályrács roncsolás – hibák eltüntetése • Hökezelés – öndiffúzió, • Újabb implantáció….

  37. Integrált elemek. Elektromos memória. DRAM- dynamic random access memory, SRAM-static RAM CMOS-complementary MOS (p-MOS and n-MOS pair) ROM, PROM , EEPROM, FLASH ChVG switch, programmable resistance.

  38. ALAP: MOSFET Lineáris működési tartomány: a drain feszültség változása a csotorna mentén

  39. Különböző CMOS struktúrák (p-és n-völgyekkel)

  40. Komplementer MOS inverter: séma, elhelyezés, keresztmetszet.

  41. DRAM, SRAM DRAM cella alapkonfigurációja

  42. CMOS SRAM cella konfigurációja, T1T2-p-csatorna terhelés, T3T4 vezérlók, T5T6 hozzáférhetés

  43. a) DRAM árok szerkezettel b) DRAM réteges kapacitással

  44. Egytranzisztoros DRAM cella tároló kapacitással: • Áramkör sémája • Cella elrendezése • A-A metszet • Duplaréteges polisilicíum

  45. Nonvolatile memory (nemillékony) Floating gate – lebegó gát memória : metszet és séma

  46. Nonvolatile memory: a)Floating gate b)MNOS (metal-nitrid-oxide-semiconductor) c) Ekvivalens áramkör

More Related