Transcript Tecnol Si
TECNOLOGIE DEL SILICIO
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Perche’ il silicio
I primi dispositivi a semiconduttore utilizzavano
il Germanio (Ge), con la formazione di giunzioni
tramite “lega”, un processo piu’ facile nel Ge (che
fonde a
937 ºC) rispetto al Si (che fonde a 1412 ºC)
Ge: ridotto energy gap
• alte correnti inverse
• limitato campo operativo ad alta T (max
70°C)
• basse tensioni di breakdown
Il Germanio non possiede un ossido stabile
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Il silicio possiede un ossido stabile (SiO2)
L’SiO2 e’ un ottimo isolante
L’acido fluoridrico (HF) rimuove il biossido
di silicio ma non il Si
L’SiO2 agisce come maschera nei confronti
della diffusione di drogante
L’SiO2 riduce la densita’ di stati di
interfaccia sulla superficie del Si
L’SiO2 puo’ essere usato come dielettrico
delle strutture MOS
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Produzione di silicio policristallino
SiO2 + 2C
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Si + 2CO
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Produzione di silicio policristallino
• Il silicio metallurgico viene fatto reagire con
HCl gassoso per la sintesi di (Tricloro silanotetracloruro di Si) SiHCl3- SiCl4- etc.
• La miscela di SiHCl3- SiCl4- etc. viene distillata allo
scopo di ottenere SiHCl3 di grado elettronico.
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Produzione di silicio policristallino
Reattore per la
sintesi del polysilicon
2SiHCl3 + 2H2
2Si + 6HCl
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Crescita del cristallo
•monocristallo di Si privo di difetti
•di grande diametro (fino a 12”)
•di purezza di 1 parte per miliardo
(1013 cm-3 impurezze su 51022 cm-3
atomi di silicio)
Tecniche:
•Metodo Czochralski
•Metodo float-zone
(zona fusa mobile)
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Metodo Czochralski
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Fase di crescita - apertura del cono
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Crescita del monocristallo
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Metodo float-zone
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Metodo float-zone (a zona fusa mobile)
Le impurezze vengono segregate nella zona
fusa
Adatto per silicio ultrapuro ( = 20-100 -cm)
Meno dell’1% dell’ossigeno presente con
Czochralski
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Trattamento del monocristallo
• Il monocristallo ora è pronto per essere rettificato.
• Successivamente vengono incisi i flat per individuare
visivamente il tipo ( p- o n-) di Si e l’orientazione
cristallina
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Taglio della barra
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Trattamenti superficiali della fetta
• Lappatura
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Trattamenti superficiali della fetta
•
•
Attacco chimico
La fetta viene trattata con HNO3/Hac e HF per
rimuovere le cricche microscopiche e danni
superficiali creati dal trattamento di lappatura.
Lucidatura:
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