Главная Промышленная автоматика.

Раппадиебая диффузионкая очистка

Легирующие газы

Про§у1ка 12

обозначения: 0 Трудчатый расходомер

-o-g Автоматический измеритель потока

Предохранительный клапан

У Двуххвдовый нормально открытый магнитный каапан

Регулятор низкого давления

Ручной регуояшар патока

Магистраль травления и легирования , . ,

Труда, лредокранйющая

Перемещающаяся печь с шестью зонами реактор

Выхпопная труда реактора


Зона загрузки с паминарным потокам

Труда нагревотепя

Встречно-поточная труба Держатель пластин

Магистраль выраииВания.

Ъ\с. 7.1. Схема эпитаксиального реактора



фирмы MSC показан схематически на рис. 7.1. В нем соединены лучшие черты различных модификаций подобных реакторов из паровой фазы, он предназначен для изготовления эпитаксиальных пленок GaAs, обеспечивающих получение транзисторов с очень малым разбросом характеристик и хорошим процентом выхода годных.

Основные достоинства реактора фирмы MSC следующие:

1) перемещающаяся печь (нагреватель) с шестью независимо контролируемыми температурными зонами и точными температурными градиентами;

2) труба, предохраняющая реактор;

3) двойной источник галлия в лодочке, помещенной в точно контролируемой температурной зоне;

4) устройство в виде встречно-поточной надвигающейся трубы для удобства загрузки и очистки;

5) многопозиционный (для многих пластин) держатель, который может быть установлен точно;

6) прецизионно контролируемая автоматическая система управления потоком газа, пометцениая в герметичный продуваемый азотом ящик из пластика.

Весь водород, используемый в реакторе, очищается с помощью диффузии сквозь мембраны из палладия. Реактор помещается в чистой комнате и загружается через переход с ламинарным потоком. Как только начинается осаждение, на дисплее отражается последовательность этапов осаждения, время до окончания текущею этапа, программируется время и контроль следующего этапа. Эта высококачественная реакторная система с высокоточными средствами контроля процесса является решающим фактором в обеспечении контроля процесса, необходимого для воспроизводимого выращивания пластин GaAs, удовлетворяющих требованиям отборочных испытаний.

Процесс начинается с выращивания на всех пластинах высокоомного буферного слоя толщиной 5 мкм. Используя обычный измеритель С-[/-профиля, установили, что буферный слой имеет концентрацию менее Ю гм". Хотя буферный слой не обязателен для всех подложек, он исключает зависимость характеристик ПТШ от качества подложек. Более того, он обеспечивает увеличение холловской подвижности носителей в активном слое на 15-20%.

После буферного слоя выращивается активный слой толщиной 0,7 мкм. Уровег1ь легирования его обычно равен Ю см", а холловская подвижность составляет 4800 см/(В-с). Поскольку в дальнейшем процессе изготовления транзисторов толщина этого слоя уменьшается, то очень важна его однородность, а не абсолютная толщина. В конце выращивается высоколегированный контактный слой с высокой концентрацией носителей тока (больше Ю см"). Он необходим не столько для улучшения характеристик приборов, сколько для увеличения надежности и воспроизводимости. Контактный слой выступает как буферный слой между металлургически-лш изменениями металлизационных омических контактов и активной об-истью. Существуют также свидетельства, что контактный слой может увеличивать ттробивное напряжение исток-сток [3,5].



7.3. ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Процесс изготовления ПТШ схематически иллюстрируется рис. 7.2. Он осуществляется на многослойной эпитаксиальной пластине. Используется только традиционная фотолитография, не содержащая этапов критического совмещения. Последовательность процесса следующая:

1. Пластина металлизируется сплавом Au-Ge-Ni. Омические контакты формируются вплавлением при температуре 400 -450°С в сухой среде.

2. Ограничивается и формируется мезаструктура (рис. 7.2а) .

3. Производится утоньшение канала под затвор. Ток в канапе определяется его толщиной, и по достижении оптимального значения тока травление прекращается. При этом получается значительное подтравливание, что позволяет применить самосовмещение (рис. 126).

4. Для формирования затвора осаждаются Ti, W, Au. Поскольку канал затвора защищен по краям, то отсутствуют закорачивающие перемычки между контактами (рис. 7.2в). (На этом этапе возможно применение покрытия диэлектриком.)

5. На площадки истоков гальванически осаждается толстый слой золота таким образом, что прибор может быть смонтирован методом обратного монтажа (рис. 7.2г).

Как только заканчивается изготовление приборов на пластине, все транзисторы подвергаются автома-

Металпизационный слой омичоских контактов


буферный слои < !0Х см{\у



Контакт Шотки Исток

Напыление Сток Исток


Столбики гальванически выращенного Аи , и а контактах к истоку


тическому контролю по посто-яргаому току и результаты записываются. Затем приборы могут монтироваться в корпуса.

Тестовые структуры, показанные на рис. 7.3, включены в фотошаблоны изготовления приборов. На каждой пластине контролируются следующие параметры:

1. Сопротивление омических контактов (относительное).

2. Параметры диода Шотки:

а) высота барьера;

Рис. 7.2. Схема технологического

процесса изготовления ПТШ: а - мезаструктура; б - канал; в - затвор; г - выращивание столбиков





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

0.0059