LOCOS - LOCOS - Wikipedia
 | Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)
|
1) Křemík 2) Oxid křemičitý
LOCOS, zkratka pro LOKální oxidace křemíku, je mikrofabrikace proces kde oxid křemičitý se vytváří ve vybraných oblastech na křemíkové destičce mající Si-SiO2 rozhraní v nižším bodě než zbytek povrchu křemíku.
Tato technologie byla vyvinuta pro izolaci MOS tranzistory od sebe navzájem a omezit křížový rozhovor tranzistorů. Hlavním cílem je vytvořit a oxid křemičitý izolační struktura, která proniká pod povrch oplatky, takže Si-SiO2 rozhraní se vyskytuje v nižším bodě než zbytek povrchu křemíku. Toho nelze snadno dosáhnout leptáním oxidu pole. Tepelná oxidace místo toho je použito vybraných regionů obklopujících tranzistory. Kyslík proniká do hloubky oplatky, reaguje s křemíkem a transformuje jej na oxid křemičitý. Tímto způsobem se vytvoří ponořená struktura. Pro účely návrhu a analýzy procesu lze oxidaci křemíkových povrchů efektivně modelovat pomocí Deal – Grove model.[1]
Proces
Typické kroky procesu jsou následující:
I. Příprava silikonového substrátu (vrstva 1)
II. CVD SiO2, polštářek / tlumivý oxid (vrstva 2)
III. CVD Si3N4, nitridová maska (vrstva 3)
IV. Leptání nitridové vrstvy (vrstva 3) a vrstvy oxidu křemičitého (vrstva 2)
PROTI. Tepelný růst oxidu křemičitého (struktura 4)
VI. Další růst tepelného oxidu křemičitého (struktura 4)
VII. Odstranění nitridové masky (vrstva 3)
Existují 4 základní vrstvy / struktury:
- Si, křemíkový substrát, destička
- SiO2, pufrovací oxid (oxid pad), oxid křemičitý nanášení chemickými parami
- Si3N4, nitridová maska
- SiO2, izolační oxid, tepelná oxidace
Funkce vrstev a struktur
1 - Křemíková destička (vrstva 1) se používá jako základ pro budování elektronických struktur (například tranzistory MOS).
K provedení lokální oxidace budou plochy, které nemají být oxidovány, potaženy materiálem, který neumožňuje difúze kyslíku při vysokých teplotách (tepelná oxidace se provádí při teplotách mezi 800 a 1 200 ° C), jako je nitrid křemíku (vrstva 3, krok III).
Během růstu ponořených izolačních tepelně oxidových struktur (kroky V a VI) je vrstva nitridu křemíku (vrstva 3) tlačena nahoru. Bez oxidu pufru (vrstva 2, známá také jako polštářový oxid) by to vytvořilo příliš velké napětí v Si substrátu (vrstva 1), došlo by k plastické deformaci a poškození elektronických zařízení.
Proto je tlumivý oxid (vrstva 2) sesazen CVD (krok II) mezi Si substrátem (vrstva 1) a nitridem křemíku (vrstva 3). Při vysokých teplotách viskozita oxidu křemičitého klesá a napětí vytvořené mezi křemíkovým substrátem (vrstva 1) a nitridovou vrstvou (vrstva 3) růstem tepelného oxidu (kroky V a VI) je uvolněno.
Izolační konstrukce (struktura 4) jsou tvořeny tepelná oxidace křemíku. Během tohoto procesu je křemíková destička „spotřebována“ a „nahrazena“ oxidem křemičitým. Objem oxidu křemičitého na křemík je asi 2,4: 1, což vysvětluje růst izolačních struktur a vznikající napětí.
Nevýhodou této technologie je, že izolační struktury jsou poměrně velké, a proto lze na jedné destičce vytvořit méně tranzistorů MOS.
Redukci rozměrů izolačních konstrukcí řeší STI (Shallow Trench Isolation, také známý jako Box Isolation Technique). V tomto procesu se vytvářejí příkopy a uvnitř se ukládá oxid křemičitý. Technologie LOCOS nemůže být použita tímto způsobem, kvůli změně objemu během tepelné oxidace, která by vyvolala příliš velké napětí v zákopech.
I. Příprava silikonového substrátu
II. CVD depozice SiO2, oxid podložky / pufru
III. CVD depozice Si3N4, nitridová maska
IV. Leptání nitridové vrstvy a vrstvy oxidu křemičitého
V. Tepelný růst oxidu křemičitého
VI. Další růst tepelného oxidu křemičitého
VII. Odstranění nitridové masky procesních materiálů LOCOS:
1) Si, křemíkový substrát
2) SiO2, polštářek / tlumivý oxid, chemická depozice par oxidem křemičitým
3) Si3N4, nitridová maska
4) SiO2, izolační oxid, tepelný oxid
I. Příprava silikonového substrátu
II. CVD depozice SiO2, oxid podložky / pufru
III. CVD depozice Si3N4, nitridová maska
IV. Leptání nitridové vrstvy a vrstvy oxidu křemičitého
V. Lept křemíku
VI. Tepelný růst oxidu křemičitého
VII. Další růst tepelného oxidu křemičitého
VIII. Odstranění nitridové masky
Reference
- ^ Liu, M .; Peng, J .; et al. (2016). „Dvourozměrné modelování samoregulační oxidace v křemíkových a wolframových nanodrátech“. Dopisy z teoretické a aplikované mechaniky. 6 (5): 195–199. doi:10.1016 / j.taml.2016.08.002.