Разработка автоматизированного элионного технологического оборудования для производства изделий микрофотоэлектроники

• Автор: Козлов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Низкоэнергетические ионные источники в технологии

микрофотоэлектроники

ГЛАВА 2. Принципы проектирования ионных источников с холодным

катодом для технологии микрофотоэлектроники.

2.1. Компьютерное моделирование ионнооптической системы

2.2. Система газонапуска

2.3. Методы и устройства для определения параметров ионных пучков

2.3.1. Матричный датчик плотности ионного тока

2.3.2. Система контроля энергетического спектра ионных пучков.

ГЛАВА 3. Комплексная установка вакуумного напыления УВН.
3.1. Технические решения и конструктивные особенности
установки напыления
3.1.1. Магнетронная система напыления.
3.1.2. Резистивный испаритель.
3.1.3. Система ионнолучевого травления.
3.1.4. Внутрикамсрная технологическая оснастка
3.1.5. Система газонапуска
3.1.6. Автоматизированная система управления
технологическим процессом УВН.
ГЛАВА 4. Установка ионнолучевого травления УИЛТ
4.1. Описание конструкции установки ионного травления.
4.1.1. Внутрикамсрная оснастка и подложкодержатель
4.1.2. Система газонапуска
4.1.3. Автоматизированная система управления
технологическим процессом УИЛТ.
4.2. Отработка технологических процессов.
ГЛАВА 5. Установка электроннолучевой сварки герметизации
вакуумных корпусов МФПУ УЭЛС
5.1. Проектирование электроннооптической системы ЭЛУ.
5.2. Выбор материалов внутрикамерной оснастки.
5.3. Расчет защиты персонала, обслуживающего электроннолучевую установку от воздействия рентгеновского излучения.
5.4. Описание конструкции установки электроннолучевой сварки.
5.4.1. Электроннооптическая колонна
5.4.2. Блок электрического питания ЭЛУ
5.4.3. Автоматизированная система управления
ГЛАВА 6. Автоматизированный контроль технологических параметров
вакуумного оборудования, как обеспечение
непрерывного контроля качества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Для определения характеристик тонкопленочных структур, полученных с помощью разработанного оборудования, использованы методы растровой электронной микроскопии. Достоверность результатов исследований и принятых технических решений подтверждена результатами государственных сдаточных и технологических испытаний всего комплекса разработанного оборудования. Постоянно-действующий научно-технический семинар «Электровакуумная техника и технология», г. Москва ( г. У - УН Всероссийский семинары «Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики», г. Москва, -г. ХУЛ - XIX Международные научно-технические конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, г. Москва -г. Основные результаты диссертации изложены в печатных работах. Структура и объем диссертации. Диссергация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка из наименований, 4 приложений, содержит 8 страниц основного текста и иллюстрации. ГЛАВА 1. Низкоэнергетические ионные источники в технологии микрофотоэлектроники. Благодаря своим уникальным физическим свойствам твердые растворы теллуридов кадмия- ртути являются одним из основных материалов инфракрасной оптоэлектроники [1]. Возможность управления шириной запрещенной зоны путем изменения состава позволяет создавать многоцветные приемники ИК-излучения на основе одного материала. Высокая подвижность электронов в КРТ делает возможным создание весьма быстродействующих приборов. Однако основной проблемой сплавов КРТ является проблема их технологичности. Низкий энергетический порог образования собственных дефектов в КРТ, с одной стороны, затрудняет применение для этого материала традиционных методов получения заданных электрофизических свойств. С другой стороны, легкость генерации собственных дефектов делает возможным управление электрофизическими свойствами КРТ только за счет изменения концентрации таких дефектов без введения примесей. Одним из наиболее эффективных технологических процессов в производстве полупроводниковых приборов, в том числе на основе КРТ является низкоэнергхгтическая ионная обработка (НИО). Низкоэнергетичными здесь считаются ионы с энергией до эВ. НИО применяется, в частности, при ионно-лучевом и плазменном травлении. Ионное и ионно-плазменное травление более предпочтительно, чем обычное химическое травление (XT), поскольку сухое ионное травление анизотропно. Ионно-лучевое травление применяется для формирования приборных структур на КРТ [2], а также дзя очистки поверхности материала [3 - 6]. Следует отметить еще один очень важный факт, который был обнаружен на достаточно ранней стадии использования низкоэнергетической ионной обработки для травления КРТ. При травлении материала p-типа проводимости низкоэнергстическими ионами может происходить инверсия в n-тип. Таким образом, сфера применения низкоэнергетической ионно-лучевой обработки в технологии микрофотоэлектроники значительно расширяется. Инверсия типа проводимости при ионнолучевом травлении КРТ была запатентована в качестве метода создания р-n перехода [7]. Работы в этом направлении проводятся весьма активно. Было предложено использовать одновременно эффекты травления и инверсии типа проводимости для создания на основе КРТ фотодиодов, сопряженных с кремниевым устройством считывания сигназа [8]. Параметры ионных пучков для ионно-лучевого травления КРТ в зависимости от конкретной технологической проблемы, решаемой с помощью ионно-лучевого травления, изменяю тся в достаточно широких пределах, как показано в таблице 1. Таблица 1. Энергия ионов, эВ Плотность тока, мАУсм2 Время, мин. Как видно из приведенной таблицы спектр параметров ионного пучка и температуры подложкодержателя достаточно широк. Рассмотрим оборудование для ионно-лучевого травления предлагаемое в настоящее время наиболее известными производителями. Oxford Applied Research» выпускает три типа ионных источников на постоянном токе для работы на инертных газах, кислороде, азоте или водороде. Основные параметры этих источников приведены в таблице 1. Таблица 1. Фирма «Kurt J. Lesker company», выпускает параметрический ряд ионных источников. Основные параметры формируемых ими ионных пучков, приведены в таблице 1.