WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота

Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота

активно взаємодіє з SiO2 при температурах вище 470 К. Крім того, плівки хрому зазвичай знаходяться в напруженому стані і є достатньо пористими.
Як матеріал провідного шару найбільш часто використовують алюміній і золото. Срібло і мідь застосовують для цієї мети значно рідше через їх легку окислюваність і здатність утворювати тверді розчини з алюмінієм і золотом.
Використовування золота для формування провідного шару контактних систем обумовлено його високою провідністю і хімічною інертністю. Проте такі плівки володіють поганою адгезією до кремнію і SiO2, що викликає необхідність створювати проміжний шар з Al, Ti, Cr, Mo, Та. В омічних контактних системах Si?Ti?Аu, Si?Cr?Аu, Si?W?Аu, Si?Mo?Аu та інших золото використовується для формування провідного зовнішнього шару.
Для створення розділювального, бар'єрного, шару зазвчай використовують плівки платини, титану, молібдену. Найкращими розділювальними властивостями володіє платина, оскільки плівка з неї завтовшки 0,05 мкм виключає взаємодію між більшістю металів, що використовуються для формування контактного і провідного шарів.
Без розділювального шару контактна система може виявитися нестабільною. Так, в двошаровій контактній системі Сr?Аu внаслідок взаємної дифузії металів відбувається утворення твердих розчинів, що приводить до збільшення (на порядок) опору контакту. При великій відмінності в швидкостях дифузії атомів металів, з яких створена контактна система, може спостерігатися ефект Кіркендала ? утворення в шарі металу з більшою швидкістю дифузії скупчень вакансій, що призводять до утворення розривів цілісності в шарі металу.
3.2. Методи формування омічних контактів і контактних систем
Омічні контакти зазвичай виготовляють сплавленням, електрохімічним або хімічним осадженням, вакуумним випаровуванням, методом термокомпресії або за допомогою ультразвуку.
Процес отримання омічних контактів сплавленням полягає в наступному. Тонкий шар металу, металеву навіску або кульку, нанесені на поверхню кристалічної пластини, нагрівають до температури, при якій вони плавляться. При цьому відбувається розчинення в них невеликої кількості напівпровідника. При охолоджуванні системи напівпровідник з розчиненими в ньому атомами металу і легуючими домішками кристалізується. В результаті цього формується сильно легований шар напівпровідника того ж типу електропровідності і створюється структура типу Me?n+?n або Ме?р+?р. Важливу роль в процесі сплавлення відіграє змочуваність напівпровідника металом. Для поліпшення змочуваності поверхню напівпровідника очищають від домішок і оксидних шарів. Застосовують флюси для видалення залишкової поверхневої плівки. Щоб при охолоджуванні від температури сплаву до кімнатної в області контакту напівпровідник-метал не виникали великі залишкові напруги, необхідно вибрати напівпровідник і метал з близькими по значенню термічними коефіцієнтами розширення.
Бажано також, щоб метал володів достатньою пластичністю.
В електрохімічному процесі створення омічних контактів відбувається за рахунок осадження на катоді металу при пропусканні між електродами струму, що викликає відновлення солі в електролітичній ванні.
Хімічне і електрохімічне осадження застосовують головним чином для нанесення нікелевих і золотих контактів. При отриманні контакту в процесі хімічного осадження, відновлення металу з солі на поверхні напівпровідника здійснюють за допомогою відновлюючого реагенту, що міститься в розчині.
Хімічне осадження нікелю відбувається з фосфатного електроліту, що сприяє значному зменшенню контактного опору на кремнії n-типу. Осадження золота проводять, як правило, електрохімічними методами з лужних електролітів на основі хлорного золота або дицианоаурату калію KAu(CN)2. Швидкість осадження золота з лужних електролітів при густині струму 20?30 А/м2 і температурі 300?340 К не перевищує 0,025?0,05 мкм/хв.
З розвитком планарної технології для виготовлення омічних контактів почали застосовувати вакуумне нанесення. В даний час цей спосіб широко використовують при виготовленні ІМС. Випаровування металу при вакуумному нанесенні здійснюють за допомогою нагрітої спіралі, сфокусованого пучка електронів або іонного бомбардування. Найпростіший спосіб нагріву металу за допомогою спіралі або човника може призводити до забруднення плівки продуктами реакції з матеріалом контейнера або домішками, що виділяються з нього. Для захисту поверхні напівпровідника від забруднення летючими домішками в початковий момент процесу можна використовувати заслонки. Два (і більше) шари металів зазвичай наносять на установці, забезпеченій декількома нагрівниками з незалежними системами контролю живлення.
Чисті металеві плівки одержують при нагріві випаровуваного металу сфокусованим електронним пучком. В цьому випадку відбувається локальне розігрівання випаровуваного металу і відпадає необхідність в тиглі, який як правило є джерелом забруднень.
При нанесенні металевої плівки методом катодного розпилення замість нагріву випаровуваного металу його бомбардують іонами інертного газу, частіше за все аргону. Метод катодного розпилення здійснюють аналогічно методу іонного травлення, причому катод-мішень виготовляють з металу, з якого формується плівка.
Методом катодного розпилення можуть бути одержані плівки будь-якого металу, товщина і якість яких регулюються значеннями катодного струму і тиском інертного газу. Швидкість катодного розпилення визначається коефіцієнтом, або виходом, розпилення ? відношенням кількості атомів металу, що покидають катод, до числа бомбардуючих його іонів. Коефіцієнт розпилення залежить від металу, енергії і кута падіння іона, що розпилюється. При нормальній орієнтації пучка і енергії іонів аргону 600 еВ він змінюється в межах від 0,5 (для кремнію) до 3,4 (для срібла). В установках для катодного розпилення передбачена можливість попереднього очищення поверхні напівпровідника за рахунок зміни полярності в системі електродів, випаровування шару оксиду або тонкого забрудненого поверхневого шару на видалений анод здійснюють бомбардуванням поверхні напівпровідника позитивними іонами.
Недоліком методу катодного розпилення є складність апаратури і можливість потрапляння молекул газу і присутніх в ньому домішок в металеву плівку.
При вакуумному нанесенні металевих плівок забезпечуються висока чистота плівки, мала глибина проникнення контактного матеріалу в напівпровідник, можливість отримання малих контактних опорів, застосування групових методів обробки і ін.
До недоліків цього методу слід віднести залежність якості металевої плівки від тиску в системі, швидкості осадження, геометрії і температури системи, а також складність нанесення тугоплавких металів і сполук, що розкладаються.
3.3. Створення омічних контактних систем наоснові алюмінію
Для нанесення плівок алюмінію широко застосовують метод термічного випаровування у вакуумі (~5·10-8 Па).
Хороша якість плівок отримується і при електронно-променевому нагріві навіски алюмінію (замість нагріву за
Loading...

 
 

Цікаве