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1 TECNOLOGIE DEL SILICIO. 2 Perche il silicio I primi dispositivi a semiconduttore utilizzavano il Germanio (Ge), con la formazione di giunzioni tramite.

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1 1 TECNOLOGIE DEL SILICIO

2 2 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

3 3 Il silicio possiede un ossido stabile (SiO 2 ) $ LSiO 2 e un ottimo isolante $ Lacido fluoridrico (HF) rimuove il biossido di silicio ma non il Si $ LSiO 2 agisce come maschera nei confronti della diffusione di drogante $ LSiO 2 riduce la densita di stati di interfaccia sulla superficie del Si $ LSiO 2 puo essere usato come dielettrico delle strutture MOS

4 4 Produzione di silicio policristallino SiO 2 + 2C ---- Si + 2CO

5 5 Produzione di silicio policristallino Il silicio metallurgico viene fatto reagire con HCl gassoso per la sintesi di (Tricloro silano- tetracloruro di Si) SiHCl 3 - SiCl 4 - etc. La miscela di SiHCl 3 - SiCl 4 - etc. viene distillata allo scopo di ottenere SiHCl 3 di grado elettronico.

6 6 Produzione di silicio policristallino Reattore per la sintesi del polysilicon 2SiHCl 3 + 2H 2 2Si + 6HCl

7 7 Crescita del cristallo monocristallo di Si privo di difetti di grande diametro (fino a 12) di purezza di 1 parte per miliardo (10 13 cm -3 impurezze su cm -3 atomi di silicio) Tecniche: Metodo Czochralski Metodo float-zone (zona fusa mobile)

8 8 Metodo Czochralski

9 9 Fase di crescita - apertura del cono

10 10 Crescita del monocristallo

11 11

12 12 Metodo float-zone

13 13 Metodo float-zone (a zona fusa mobile) Le impurezze vengono segregate nella zona fusa Adatto per silicio ultrapuro ( = cm) Meno dell1% dellossigeno presente con Czochralski

14 14 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 lorientazione cristallina

15 15 Taglio della barra

16 16 Trattamenti superficiali della fetta Lappatura

17 17 Trattamenti superficiali della fetta Attacco chimico La fetta viene trattata con HNO 3 /Hac e HF per rimuovere le cricche microscopiche e danni superficiali creati dal trattamento di lappatura. Lucidatura:


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