Главная Промышленная автоматика.


Рис. 5 6 Полевой транзистор с длиной затвора 0,3 мкм

Контакты из In-Ge-Au

Апюминиедый зтЬор

Эпитаксиапьный п-спой


Эпитаксиальный дысакаамный Пуфериый спой

Полуизолирующая подложка

Рис. 5.7. Схематическое изображение затворной структуры Холла

5.3.1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИБОРОВ

Процесс начинается с металлизации обратной стороны эпитаксиальной структуры сплавом Au-Ge. Металлизация необходима для надежного соединения кристалла со схемой или с корпусом. Затем с применением контактной фотолитографии и химического травления формируется мезаструктура для обеспечения изоляции активных областей. Измерение электрических характеристик между мезаобластями дает допол-иительную информащтю о качестве буферного слоя. Напылением и взрывом в фоторезисте формируются контакты стока и истока. Для низкоомных контактов используется сплав In-Au-Ge, получаемый при 4000 в чистом водороде. Опишем процесс электронно-лучевой литографии, применяемый при формировании затвора. Вскрытая



область канала травится жидкостным химическим травителем до тех пор, пока ток насыщения сток-исток не упадет до заданной величины Эта величина определяется током насыщения готового транзистора. На этой стадии для формирования затвора осаждается алюминий Лишний металл убирается с помощью метода "взрыва". Затем на контактную площадку затвора наносится слой хрома и золота. Это хорошо видно на рис. 5.6. Для получения высококачественного барьера Шотки применяется процесс кратковременной термообработки.

5.3.2. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ЛИТОГРАФИЯ

Описание установки. Установка для электронно-лучевого экспонирования Cambridge Stereoscan (рис. 5.8) дополнена пушкой с катодом на основе LaB, луч которой передвигается по осям X-Y по площади размером 5,08X5,08 см. Для формирования решетки используется метод "векторного сканирования", который требует разбиения решетки на элементарные прямоугольники. Координаты каждого прямоугольника вводятся в цифровом виде в память на 12 бит с помощью перфоленты и считывающего устройства. Координаты последовательно считываются сканирующим устройством. Луч ступенчато продвигается в каждом прямоугольнике по заданной программе, помещенной в отдельную ячейку памяти. Такой способ управления позволяет корректировать эффекты "близости" и краевые эффекты, обеспечивая оптимальную экспозицию для данной решетки. Выходной сигнал преобразуется в управляющий ток, подаваемый в отклоняющую катушку. Луч может быть направлен только в одну из 4096 позиций вдоль каждой ортогональной оси На поле 0,5X0,5 мм можно получить минимальный размер 0,3 мкм.

В тех случаях, когда требуется совмещение по пластине, регистрирующие метки включаются в поле решетки в местах, соответствующих знакам совмещения на пластине. Регистрирующие метки могут быть просканированы повторно и выведены на экран дисплея. Видеосигнал от металлического знака совмещения выводится на экран дисплея, и его изображение совмещается с регистрирующей меткой на экране при дополнительном отклонении электронного луча. Использование указанной техники позволяет получить точность совмещения ±0,1 мкм на поле 0,5X0,5 мм.

Электронно-лучевая технология. Для эффективной экспозиции решеток с размерами менее 1 мкм необходимо знание профиля концентрации заряда, ообразованного в резисте при сканировании электронным лучом. На рис. 5.9 показано изменение полуширины линии в зависимости от шаговой скорости, что иллюстрирует процесс получения примерного профиля концентрации заряда. Строя такие профили от ппнш к линии и вычисляя результирующие распределения, можно получить профили для многих линий сканирования по всей решетке. Разработана программа, которая автоматически выполняет эту задачу. При уменьшении ширины линии ее воспроизводимость все сильнее зависит от описанной процедуры и при ширине 0,3 мкм необходим уже очень точный контроль времени экспозиции. Поскольку сами линии решетки плохо видны в оптический микроскоп, их приходится контролировать с помощью "клина экспозиции" (рис. 5,10), впервые предложенного фирмой IBM [15] Эта решетка в резисте состоит из 25 вертикальных полосок. Каждая полоска экспонируется в разное время, так что вся решетка представляет собой прямоугольник, вдоль которого доза экспозиции Линейно увеличивается. При проявлении сначала проявляются области с большей дозой экспозиции, и тогда по шкале, включенной в решетку, можно определить положение границы между проявленными и иепроявленными полосками.

Оптимальное значение вскрытия резиста для данной решетки определяется экспериментально изменением дозы экспозиции. В дальнейшем оно поддерживается при всех последующих сканированиях по выбранной оптимальной дозе экспозиции.



Вольфрамовая нить -

1-е nuHjbi объектива-

1а тушка запирания -пуча

2-е пинзы объектива-

Конечные линзьи объектива

Отклоняющие катушки-

Рабочий адразеи,-

Сетка

-tvj

Анов


УстройстЬа запирания пуча

Аналоговый генератор для сканирования

Фотоумножитель

Светонепроницаемый

корпус

Маска

Генератор изоб-раяениятпологоо)

Х- Y стол.

Детектор вторичных электронов

Прецизионная электрон но -лу чевая трубка

Отклоняющая катушка

Синхронизирующий генератор

Считывающее устройство


Смеситель виВео-сигнапа

Видеоусилитель

Дисплей

Рис. 5.8. Схема установки электронно-лучевой литографии





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [27] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.0037