DOMIESZKOWANIE DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) DOMIESZKOWANIE DYFUZJA

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest przedstawienie sposobów domieszkowania półprzewodników w tym przede wszystkim krzemu. W trakcie ćwiczenia studenci poznają metodę domieszkowania przy wykorzystaniu szkliw domieszkowo-krzemowych formowanych z rozwirowywanych roztworów W trakcie ćwiczenia zwracamy uwagę na: Materiały wykorzystywane jako źródła domieszek, Sposoby realizacji procesu domieszkowania, Urządzenia stosowane w procesach dyfuzji w tym piece dyfuzyjne (problem stabilizacji poziomu temperatury)

Półprzewodnik samoistny DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Półprzewodnik samoistny MODEL SIECI KRYSTALICZNEJ STRUKTURA ENERGETYCZNA WC WF Wi WV

Samo istny Półprzewodnik samoistny Półprzewodnik WC WF Wi WV DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Półprzewodnik samoistny MODEL SIECI KRYSTALICZNEJ STRUKTURA ENERGETYCZNA Półprzewodnik Samo istny Elektrony w pasmie przewodnictwa WC WF Wi WV Dziury w pasmie walencyjnym

Półprzewodnik domieszkowy - donory DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Półprzewodnik domieszkowy - donory MODEL SIECI KRYSTALICZNEJ STRUKTURA ENERGETYCZNA WC WF Wi WV

typu n Półprzewodnik domieszkowy - donory Półprzewodnik WC DONOR WF Wi DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Półprzewodnik domieszkowy - donory MODEL SIECI KRYSTALICZNEJ STRUKTURA ENERGETYCZNA Półprzewodnik typu n elektrony – nośniki większościowe WC DONOR WF Wi DONOR WV dziury – nośniki mniejszościowe

typu p Półprzewodnik domieszkowy - akceptory Półprzewodnik WC AKCEPTOR DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Półprzewodnik domieszkowy - akceptory MODEL SIECI KRYSTALICZNEJ STRUKTURA ENERGETYCZNA Półprzewodnik typu p elektrony – nośniki mniejszościowe WC AKCEPTOR WF Wi AKCEPTOR WV dziury – nośniki większościowe

Gradient koncentracji Gradient koncentracji DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) DYFUZJA – ZJAWISKO POWSZECHNE W PRZYRODZIE Gradient koncentracji Strumienie dyfuzyjne Gradient koncentracji

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) DYFUZJA – ZJAWISKO POWSZECHNE W PRZYRODZIE

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) DOMIESZKOWANIE DYFUZYJNE PÓŁPRZEWODNIKÓW DYFUZJA Z FAZY GAZOWEJ DYFUZJA ZE SZKLIWA

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) SIEĆ KRYSTALICZNA KRZEMU (TYPU DIAMENTU) 0.543nm 0.543nm ATOMY KRZEMU W WĘZŁACH SIECI KRYSTALICZNEJ 0.543nm

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) SIEĆ KRYSTALICZNA KRZEMU (TYPU DIAMENTU) 0.543nm 0.543nm ATOMY KRZEMU W WĘZŁACH SIECI KRYSTALICZNEJ 0.543nm

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) WSPÓŁCZYNNIK NIEDOPASOWANIA DOMIESZKI Rd RSi Rd

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) domieszka Promień jonu [nm] Współczynnik niedopasowania Si 11,7 B 8,8 - 0,25 Al 12,6 + 0,08 Ga In 14,4 + 0,23 P 11.0 - 0,06 As 11,8 + 0,01

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) (100) 5.43095A 5.43095A 5.43095A

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) 5.43095A (110)

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) 5.43095A (111)

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) [100]

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) [100]

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) [111]

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) [111]

Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC NC -NA Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale

NC –NA=-2 Defekty punktowe DEFEKT DWA DODATKOWE ATOMY NC NA DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NC –NA=-2 NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale DEFEKT DWA DODATKOWE ATOMY

NC –NA=-1 Defekty punktowe DEFEKT JEDEN DODATKOWY ATOM NC NA DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NC –NA=-1 NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale DEFEKT JEDEN DODATKOWY ATOM

NC –NA=0 Defekty punktowe DEFEKT PARA FRENKLOWSKA WAKANS + ATOM NC NA DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NC –NA=0 NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale DEFEKT PARA FRENKLOWSKA WAKANS + ATOM

NC –NA=1 Defekty punktowe DEFEKT WAKANS UBYTEK JEDNEGO ATOMU NC NA DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NC –NA=1 NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale DEFEKT WAKANS UBYTEK JEDNEGO ATOMU

NC –NA=2 Defekty punktowe DEFEKT DWUWAKANS BRAK DWÓCH ATOMÓW NC NA DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Defekty punktowe NOMENKLATURA IZOLOWANYCH DEFEKTÓW PUNKTOWYCH NC Liczba atomów w idealnym krysztale (w okolicy występowania defektu) NC –NA=2 NA Liczba atomów w rzeczywistym krysztale DEFEKT DWUWAKANS BRAK DWÓCH ATOMÓW

Mechanizm dyfuzji nie zależący od występowania defektów DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji PROSTA ZAMIANA ATOMÓW Mechanizm dyfuzji nie zależący od występowania defektów

Mechanizm dyfuzji nie zależący od występowania defektów DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM PIERŚCIENIOWY Mechanizm dyfuzji nie zależący od występowania defektów

Proste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM MIĘDZYWĘZŁOWY Proste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach

Nieproste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM MIĘDZYWĘZŁOWY „INTERSTICIALCY” Nieproste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach

Nieproste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM MIĘDZYWĘZŁOWY Nieproste przemieszczanie się atomów po międzywęźlach

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM „CROWDION” Przemieszczanie się atomów w środkowym „zagęszczonym” rzędzie

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM DYSOCJACYJNY ATOM WĘZŁOWY ( „s”)

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM DYSOCJACYJNY ATOM MIĘDZYWĘZŁOWY („i”) WAKANS („V”)

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM WAKANSOWY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM WAKANSOWY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM RELAKSACYJNY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM RELAKSACYJNY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM RELAKSACYJNY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM RELAKSACYJNY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji MECHANIZM RELAKSACYJNY

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji DYFUZJA PO LINIACH DYSLOKACJI LINIA DYSLOKACJI

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji DYFUZJA PO LINIACH DYSLOKACJI GRANICA ZIAREN

Mechanizmy dyfuzji DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Mechanizmy dyfuzji GŁÓWNE MECHANIZMY DYFUZJI W KRYSZTAŁACH RODZAJ PROCESU RODZAJ DEFEKTU MECHANIZM PROCESY NIE ZALEŻĄCE OD DEFEKTÓW brak PROSTA ZAMIANA ATOMÓW PIERŚCIENIOWY PROCESY ZALEŻĄCE międzywęzłowe atomy PROSTE PRZEMIESZCZANIE ATOMÓW PO MIĘDZYWĘŹLACH MECHANIZM „INTERSTITIALCY” MECHANIZM „CROWDION” DYSOCJACYJNY wakanse WAKANSOWY RELAKSACYJNY dyslokacje DYFUZJA PO LINIACH DYSLOKACJI DYFUZJA PO GRANICACH ZIAREN

Domieszkowanie ze szkliw Podłoże półprzewodnikowe MYCIE PODŁOŻY Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Domieszkowanie ze szkliw Szkliwo domieszkowo -krzemowe Podłoże półprzewodnikowe

Domieszkowanie ze szkliw Podłoże półprzewodnikowe MYCIE PODŁOŻY Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Domieszkowanie ze szkliw Szkliwo domieszkowo -krzemowe ND Podłoże półprzewodnikowe NA

Domieszkowanie ze szkliw Podłoże półprzewodnikowe MYCIE PODŁOŻY Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Domieszkowanie ze szkliw Szkliwo domieszkowo -krzemowe Podłoże półprzewodnikowe

Domieszkowanie ze szkliw Podłoże półprzewodnikowe MYCIE PODŁOŻY Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Domieszkowanie ze szkliw Szkliwo domieszkowo -krzemowe ND Podłoże półprzewodnikowe n p NA

PROFILE KONCENTRACJI DOMIESZKI DONOROWEJ DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PROFIL KONCENTRACJI DOMIESZKI TEKSTURYZOWANA POWIERZCHNIA ELEKTRODA PRZEDNIA ARC PROFILE KONCENTRACJI DOMIESZKI DONOROWEJ EMITER ELEKTRODA TYLNA 16

ROZWIROWYWANE SZKLIWA DOMIESZKOWE DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) ROZWIROWYWANE SZKLIWA DOMIESZKOWE SPIN-ON DIFFUSANTS SiO2xP2O5 SOD OH Si O P SZKLIWA DOMIESZKOWO -KRZEMOWE

Tetraetoksysilan - struktura DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Tetraetoksysilan - struktura (C2H5O)4Si Krzem Tlen Wegiel Wodór , Źródło - Wikipedia

Tetraetoksysilan (Tetraethoksysilane) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Tetraetoksysilan (Tetraethoksysilane) Podstawową i użyteczną własnością tetraetoksysilanu jest przekształcanie się związku w dwutlenek krzemu w obecności wody Reakcja hydrolizy Si(OC2H5)4+2H2O=SiO2+4C2H5OH W podwyższonej temperaturze T>600°C tetraetoksysilan przekształca się w dwutlenek krzemu Rozkład termiczny Si(OC2H5)4 = SiO2+2O(C2H5)2 600°C

SZKLIWA FORMOWANE METODĄ (SPIN-ON) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) SZKLIWA FORMOWANE METODĄ (SPIN-ON) KRZEMIONKA lub SiO2 (SILICATE) Si O Po obróbce termicznej w temperaturze T=1000°C Informacje zaczerpnięto z katalogu: FILMTRONICS INC., BOX 1521, BUTLER, PENSYLVANIA16003 U.S.A.

SZKLIWA FORMOWANE METODĄ (SPIN-ON) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) SZKLIWA FORMOWANE METODĄ (SPIN-ON) SZKLIWA KRZEMIANO-POCHODNE (ALTERED SILICATE) OH Si O P Po obróbce termicznej w temperaturze T=425°C Informacje zaczerpnięto z katalogu: FILMTRONICS INC., BOX 1521, BUTLER, PENSYLVANIA16003 U.S.A.

SOD SOG DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) MATERIAŁY W POSTACI ROZWIROWYWANYCH ROZTWORÓW STOSOWANE W PROCESIE WYTWARZANIA STRUKTUR PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Rozpuszczalnik C2H5OH Rozpuszczalnik C2H5OH Związek krzemu TEOS Związek krzemu TEOS Rozpuszczalnik H3PO4 SOD SOG SZKLIWA BEZDOMIESZKOWE SZKLIWA DOMIESZKOWO-KRZEMOWE SPIN-ON GLASSES (SOG) SPIN-ON DIFFUSANTS (SOD)

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) ROZWIROWYWANE SZKLIWA PLANARYZUJĄCE I PASYWUJĄCE Wytwarzanie, poprzez rozwirowywanie, cienkich warstw szkliwa SiO2 Mycie podłoży krzemowych, suszenie na wirówce Nakładanie roztworu na podłoże (filtrowanie –0,2µm) Rozwirowywanie do ustalenia się barwy interferencyjnej Przenoszenie podłoży do kwarcowej kasety 14

Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) FILTRACJA FILTR 0,2µm MILLIPORE

ETAP 1 Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) ETAP 1 Dozowanie rozwirowywanego roztworu na powierzchnię podłoża DOZOWNIK Dozowanie poprzez dozownik lub metodą rozpylania (sprey) ROZWIROWYWANY ROZTWÓR Ważnym elementem procesu jest zastosowanie filtracji PODŁOŻE OSADZANIE Istotne jest całkowite pokrycie podłoża roztworem Zaczerpnięto z materiałów ze strony internetowej: http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/index.htm

ETAP 2 Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) ETAP 2 „Rozpędzanie” podłoża wraz z naniesionym roztworem do żądanej prędkości dω/dt≠ 0 Obserwuje się intensywne „zrzuca-nie” nadmiaru roztworu z podłoża. Tworzą się „wiry spiralne” (bezwła-dność górnych warstw roztworu przy rozpędzaniu się podłoża). Po osiąg-nięciu ostatecznej grubości roztwór „wiruje” z prędkością identyczną jak podłoże SPIN-UP Zaczerpnięto z materiałów ze strony internetowej: http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/index.htm

Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) ETAP 3 Formowanie się warstwy o żądanej grubości przy stałej prędkości obrotowej ω Siły lepkości odpowiedzialne są za ustalenie się ostatecznej grubości warstwy. Warstwa równomiernie zmniejsza swą grubość, co w połą-czeniu z parowaniem organicznych rozpuszczalników daje efekt zmian barw interferencyjnych ω SPIN-OFF Zaczerpnięto z materiałów ze strony internetowej: http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/index.htm

Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) ETAP 4 Formowanie się warstwy o żądanej grubości w procesie parowania rozpuszczalników ω Wirowanie ze stałą prędkością obro-tową, jednak obecnie o grubości wa-rstwy decydują procesy odparowa-nia rozpuszczalników. Powoduje to wzrost lepkości , w wyniku czego ustala się grubość warstwy. PAROWANIE Zaczerpnięto z materiałów ze strony internetowej: http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/index.htm

Procedura rozwirowywania (spin-on) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Procedura rozwirowywania (spin-on) TYPOWE BŁĘDY OBSERWOWANE NA PODŁOŻACH POKRYTYCH WARSTWĄ WYTWARZANĄ METODĄ „SPIN-ON” IDEAŁ

Formowanie szkliwa (suszenie) DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Formowanie szkliwa (suszenie) MECHANIZM TWORZENIA SIĘ NIERÓWNOŚCI NA POWIERZCHNI WARSTWY PARY ROZPUSZCZALNIKÓW WYSOKIE σ WYSOKIE σ NISKIE σ NISKIE σ Warstwa przypowierzchniowa staje się zubożona w rozpuszczalniki Siły związane z napięciem powierzchniowym powodują lokalne „unoszenie się” roztworu w miejscach, gdzie σ jest wyższe ROZWIROWYWANY ROZTWÓR PODŁOŻE Zaczerpnięto z materiałów ze strony internetowej: http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/index.htm

DOMIESZKOWANIE - DYFUZJA Dr hab. inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) Domieszkowanie PIEC DYFUZYJNY PEO 601