3_NanoSCFabrication_chap4 (Лекции Цветкова), страница 2

PDF-файл 3_NanoSCFabrication_chap4 (Лекции Цветкова), страница 2 Технология и оборудование микро и наноэлектроники (17256): Лекции - 5 семестр3_NanoSCFabrication_chap4 (Лекции Цветкова) - PDF, страница 2 (17256) - СтудИзба2017-12-28СтудИзба

Описание файла

Файл "3_NanoSCFabrication_chap4" внутри архива находится в следующих папках: Лекции Цветкова, задание 4. PDF-файл из архива "Лекции Цветкова", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология и оборудование микро и наноэлектроники" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология и оборудование микро и наноэлектроники" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 2 страницы из PDF

in Siequilibrium impurity conc. in SiO 2There are two general cases to consider:1. m>1 Impurity tends to remain in silicon as oxide grows.Ex: As, P, Sb, m≈102. m<1 Impurity tends to incorporate into oxide.Ex: B, m ≈0.3Profiles of dopant in the oxide and silicon also depend on diffusion rateof impurity in the oxide.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University27Impurity segregation during oxide growth(a) Diffusion inoxide slow (boron)(c) Diffusion in oxideslow (phosphorus)(b) Diffusion inoxide fast (boronH2 ambient)(d) Diffusion in oxidefast (gallium)[Chap.3] Fig.17 Impurity segregation at the Si-SiO2 interface resulting fromthermal oxidation.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University28Oxidation induced stacking faulis (OSF)During thermal oxidation, a volume expansion takes place.Recall that we have :And2.2X1022 Si atoms/cm3 in SiO2 = 4.55X10-23 cm3/Si atom5X1022 Si atoms/cm3 in Si = 2X10-23 cm3/Si atomIn effect, there are excess Si atoms left over from oxidation.These excess atoms can be accommodated by either:• Annihilation with vacancies form Si• Diffusion into Si crystalNano-SOI Process LaboratoryHanyang University29Oxidation induced stacking faulis (OSF)Excess Si atoms injected into substrate can coalesce on existingnucleation Sites:- Damage- Metallic impurities- Other defectsLeading to -> Stacking fault growthOSF growth is a complex function of:(100) > (111)Wet ox > Dry oxN-type > P-typeSubstrate orientation, conductivity type, defect level, oxidizing ambient,and oxidizing temperature.Defect density → O.I.S.F growth ↑Under certain conditions, retrogrowth (shrinkage) may occur.Stacking faults can degrade device performance.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University30Growth of OSF vs.

oxidation temperatureRetro-growthregionGrowth region[Chap.3] Fig.19 Growth of oxidation-induced stacking faults versus temperaturefor 3h of dry oxidationNano-SOI Process LaboratoryHanyang University31Masking properties of oxide• SiO2 is frequently used as adiffusion mask, or ion implantationmask.• To be effective as a mask, a sufficient thickness of SiO2must be used.- Diffusion mask : Consider diffusion coefficient in SiO2at desired temperature- Implant Mask : Consider range of the implanted ion inSiO2, and diffusion coefficientNano-SOI Process LaboratoryHanyang University32Pre-oxidation cleaningOxidation is typically a high temperature process.Wafers must be free of impurities before oxidation.••••Organics: oils, etcInorganics: metals, Na+Particulates: misc.

sourcesDopantsSerious problems may occur from relatively low contamination levels:- Dopants 5X1015/cm3- Metals ~1013/cm3 (ppb)- Na+ 1010/cm2 ~ 10-5 monolayersA variety of cleaning techniques have evolved.Let’s look at a typical example.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University33RCA clean1. NH4OH:H2O2:H2O 5-10min. 75-85°COrganic removal, complexing of metals2. DI H2O rinse 5min.3. 10:1 HF dip 10 seconds (optional) oxide removal4. DI H2O rinse 5min.5.

HCl:H2O2:H2O 75-85°CHeavy metal removal6. DI H2O rinse 5min.7. Spin drySome variation on this theme exists.Other cleaning solution are used:H2SO4:H2O2 – organics, photoresistHNO3:HF – Si EtchantHF or BOE (Buffered oxide etch) – SiO2 removalAcetone, Methanol, Isopropyl – organic solventsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University34Oxidation techniques and systemsBasic growth techniquesThin oxide growth• Dry O2 + HClThick oxide growth• H2O via 2H2+O2→2H2O (Pyrogenic stream)• O2 or N2 bubbled through H2O at 95°CSystems:• Horizontal tube furnace• Vertical tube furnace• Rapid thermal oxidationNano-SOI Process LaboratoryHanyang University35Typical four stack oxidation furnaceSchematic cross section of a resistance-heated oxidation furnace.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University36Furnace(a) Horizontal furnaceNano-SOI Process Laboratory(b) Vertital furnaceHanyang University37Growth of device quality oxides requires..Growth of device quality oxides requires precise control ofprocess variables:••••Temperature uniformity within 1°CGas flow control (Mass flow controllers)Prevention of wafer warpage (Temp.

ramp rate)Gas purity 5 or 6 (9’s purity=99.999% to 99.9999%)Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University38Typical oxidation cycle1. Load wafers2. Boat insertion in inert gas (N2 or Ar)3. Temperature ramp-up4. Oxidize5. Post-Oxidation anneal (N2 or Ar) for control of electricalproperties6. Temperature ramp down7. Boat removal8. Wafer unloading in inert gas (N2 or Ar)Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University39Rapid thermal oxidationSimilar to conventional oxidation.Difference: Heating via IR lamps in cold walled systemRapid heating rates: 100’s °C/secondRapid cooling ratesSingle wafer systemsVery short oxidation times are possible:~5sec.Problems:Stress effects, uniformity, temperature control.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University40Plasma oxidationKey advantage: low oxidation temperature (400°C-700°C)Vacuum process-compatible with other low pressureprocessesPlasma may be RF or microwaveDownstream microwave plasma oxidation has beendemonstrated.Oxide quality can be a problems – large variation.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University41Oxide propertiesStructural and electrical properties depend on oxidationtechnique and conditions.Oxide density and refractive index for example:Depend on :Dry vs.

WetAtmospheric vs. High pressureOxidation temperatureElectrical properties are a strong function of oxide growthconditions.These properties will be discussed along with annealing in afuture lecture.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University42Oxide thickness measurementsOf the many oxide properties,thickness is most fundamental androutinely measured.A variety of techniques can be usedto measure oxide (or other film)thickness.• Visual observation of color: when viewed normal to the surface,a distinct color is visible. The colorgives a good indication of oxidethickness.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University43Oxide thickness measurements• Mechanical techniquesStep height measurement: Tallystep, AlphastepStylus• Weight gain method• Interferometry (Nanometrics)Intensity of reflected lightCurve fit for known properties of SiO2.Also works for other films.

Gives thickness only.Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University44EllipsometryLight sourceFilterPolarizerQuarterwave plateDetectorφSubstrateNano-SOI Process LaboratoryAnalyzerFilm being measuredHanyang University45EllipsometryVery accurate, most versatile method.Thickness: Measurement gives periodic thickness solutions need to knowsomething about film, or perform multiple wavelengthmeasurement.Thickness andRefractive index: Can determine the thickness and refractive index offilms of different materials.Not accurate near thickness order.Multiple films: Can determine thickness of stacked films using multiplewavelengths or angles.Reference: R.J.Archer, J.Optical Soc.of America, 52, 970 (1962)Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University46Future of oxidationThinner oxides are needed~7.5nm for 0.25μm CMOSLow temperature or short time needed to minimize dopantredistribution- Rapid thermal oxidation- Plasma oxidationHigh pressure oxidationThick oxides at moderate temperature.

(No OSF)Nano-SOI Process LaboratoryHanyang University47Advanced Oxidation ProcessNano-SOI Process LaboratoryHanyang University48Advanced Oxidation ProcessNano-SOI Process LaboratoryHanyang University49High-k Gate Dielectric CandidatesNano-SOI Process LaboratoryHanyang University50High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University51High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University52High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University53High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University54High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University55High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University56High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University57High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University58High-k Gate DielectricsNano-SOI Process LaboratoryHanyang University59.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5193
Авторов
на СтудИзбе
434
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее