ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Transkrypt

1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Katedra Elektroniki ELEMENTY ELEKTRONICZNE dr inż. Piotr Dziurdzia aw. C-3, okój 413; tel , iotr.dziurdzia@agh.edu.l dr inż. Ireneusz Brzozowski aw. C-3, okój 512; tel , ireneusz.brzozowski@agh.edu.l TECHNOLOGIE PÓŁPRZEWODNIKOWE E+EiT 2018 r. PD&IB 2 1

2 POZIOMA METODA BRIDGAMA ZARODEK KRYSZTAŁ STOPIONA STREFA POLIKRYSZTAŁ GRZEJNIK E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 3 METODA CZOCHRALSKIEGO E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 4 2

3 METODA CZOCHRALSKIEGO E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 5 METODA CZOCHRALSKIEGO E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 6 3

4 METODA BEZTYGLOWA E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 7 WAFER łytka odłożowa (n. krzemu) owstała z ociętego ręta krzemowego E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 8 4

5 EPITAKSJA Technika wzrostu kryształów z roztworów i z fazy gazowej na istniejącym odłożu krystalicznym. Najważniejszym zastosowaniem tej techniki jest wytwarzanie cienkich warstw monokrystalicznych. Jej cechą jest możliwość otrzymywania materiałów ółrzewodnikowych w temeraturach dużo niższych niż temeratura tonienia. GaAs+Ga GaAs Stoiony roztwór o temeraturze dużo niższej niż temeratura tonienia samego GaAs Warstwa eitaksjalna Podłoże E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 9 EPITAKSJA Warstwa eitaksjalna ma identyczną orientacje sieci krystalicznej jak odłoże, ale może różnić się własnościami elektrofizycznymi. Może mieć inny oziom domieszkowania, a nawet inny ty rzewodnictwa, it. Metoda osadzania chemicznego 1 zwojnica indukcyjna, 2- łytki odłożowe, 3 odstawka kwarcowa, 4 odstawka grafitowa, 5 - rura kwarcowa Rysunek zaczernięto z W. Marciniak Przyrządy ółrzewodnikowe i układy scalone, WNT 1979 E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 10 5

6 DOMIESZKOWANIE DYFUZJA W odowiednio wysokiej temeraturze możliwa jest dyfuzja atomów w głąb łytki odłożowej. dyfuzja z nieograniczonego źródła (o stałej wydajności) dyfuzja z ograniczonego źródła M całkowita liczba atomów Rysunek zaczernięto z W. Marciniak Przyrządy ółrzewodnikowe i układy scalone, WNT 1979 E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 11 DOMIESZKOWANIE IMPLANTACJA JONÓW Bombardowanie kryształu jonami domieszek rozędzonymi do dużych energii (setki kev). Imlantację rzerowadzana jest w stosunkowo niskich temeraturach. Imlantacja może być rzerowadzana orzez warstwy tlenku, lecz na ogół nie zachodzi rzez warstwę metalu. Imlantacja stosowana jest do wytwarzania bardzo cienkich warstw, do wrowadzania domieszek, które nie mogą być wrowadzone orzez dyfuzję. Imlantacja ozwala na uzyskanie bardzo dokładnej geometrii i jakości obszarów domieszkowanych. E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 12 6

7 DOMIESZKOWANIE IMPLANTACJA JONÓW 1 źródło jonów, 2 układ rzysieszenia jonów, 3 analizator masy, 4 układ odchylania, 5 komora z odgrzewanym odłożem Rysunek zaczernięto z W. Marciniak Przyrządy ółrzewodnikowe i układy scalone, WNT 1979 E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 13 WYTWARZANIE ZŁĄCZ P-N ZŁĄCZE WYCIĄGANE N D =10 14 cm -3 N A -N D =5x10 14 cm -3 N D -N A =10 15 cm -3 N A -N D =5x10 15 cm -3 N D -N A =10 16 cm -3 PRZEKOMPENSOWANIE zmiana wyadkowej koncentracji domieszki Metoda wyciągania została zastąiona metodami olegającymi na wrowadzaniu domieszek o otrzymaniu monokryształu lub metodami eitaksji warstwy o rzeciwnym do odłoża tyie rzewodnictwa. E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 14 7

8 WYTWARZANIE ZŁĄCZ P-N ZŁĄCZE STOPOWE In Faza ciekła In+Ge -Ge n-ge n-ge n-ge E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 15 WYTWARZANIE ZŁĄCZ P-N ZŁĄCZE DYFUZYJNE ZŁĄCZE IMPLANTOWANE N A >N D N D >N A Bor N A>N D N D >N A n n Dyfuzja ze źródła o skończonej wydajności Dyfuzja ze źródła o stałejwydajności ZŁĄCZE EPITAKSJALNE Metoda dyfuzji stosowana jest obecnie na szeroka skalę. Przerowadzana jest w wysokiej temeraturze. Rysunki zaczernięto z S. Kuta Elementy i układy elektroniczne, AGH 2000 E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 16 8

9 WYTWARZANIE TRANZYSTORA N-P-N SiO 2 n-si n-si n+ n-si n+ n-si E+EiT 2018 r. PD&IB Elementy elektroniczne technologie ółrzewodnikowe 17 9