TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (

Prezentacja na temat: "TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice ("— Zapis prezentacji:

1 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA: METODY PRÓŻNIOWE MBE

2 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Jest to proces wytwarzania monokrystalicznych warstw półprzewodnika na monokrystalicznych podłożach

3 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Materiał „objętościowy” Materiał w postaci „cienkiej warstwy” Epitaksja – umiejętność wytwarzania (hodowania) cienkich warstw materiału półprzewodnikowego

4 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA RODZAJE EPITAKSJI PODŁOŻE Si Al 2 O 3

5 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA HOMOEPITAKSJAHETEROEPITAKSJA RODZAJE EPITAKSJI WARSTWA EPITAKSJALNA (KRZEMOWA) PODŁOŻE Si Al 2 O 3 Si(EPI)

6 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Jaki jest cel wytwarzania warstw epitaksjalnych? Si Si(EPI) Osadzana warstwa epitaksjalna może różnić się od podłoża własnościami elektrycznymi: 1.Typem przewodnictwa 2. Rezystywnością, 3.Czasem życia nośników

7 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TYPY STRUKTUR EPITAKSJALNYCH Si Si(EPI) ZŁĄCZE l-h (low-high) KRZEM TYPU n KRZEM TYPU n+

8 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TYPY STRUKTUR EPITAKSJALNYCH Si Si(EPI) ZŁĄCZE p-n KRZEM TYPU n KRZEM TYPU p

9 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TYPY STRUKTUR EPITAKSJALNYCH Al 2 O 3 Si(EPI) STRUKTURA SOI (Silicon On Insulator) KRZEM TYPU n

10 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA WYKORZYSTANIE EPITAKSJI W BUDOWIE STRUKTUR PP

11 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR BIPOLARNY

12 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA KRZEMOWY TRANZYSTOR BIPOLARNY p n+ Płytka krzemowa (Si) 300  m WARSTWA DYFUZYJNA

13 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA KRZEMOWY TRANZYSTOR BIPOLARNY p n+ n 300  m Płytka krzemowa (Si) WARSTWA EPITAKSJALNA 10  m

14 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA KRZEMOWY TRANZYSTOR BIPOLARNY p pp p n n n n+ 300  m 10  m Si Si(EPI)

15 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA KRZEMOWY TRANZYSTOR BIPOLARNY 300  m 10  m p pp p n n n n+ emiter kolektor baza n+ Si(EPI) Si

16 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET - GaAs

17 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs

18 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs NIEDOMIESZKOWANY GaAs 800nm

19 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs NIEDOMIESZKOWANY GaAs NIEDOMIESZKOWANY AlGaAs 100nm 6nm

20 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs NIEDOMIESZKOWANY GaAs NIEDOMIESZKOWANY AlGaAs n- GaAs 100nm 6nm

21 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs NIEDOMIESZKOWANY GaAs NIEDOMIESZKOWANY AlGaAs n- GaAs n+ GaAs 100nm 6nm

22 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA TRANZYSTOR MODFET (GaAs) PÓŁIZOLACYJNY GaAs NIEDOMIESZKOWANY GaAs NIEDOMIESZKOWANY AlGaAs n- GaAs n+ GaAs ŹRÓDŁODREN BRAMKA 100nm 800nm 6nm

23 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA LD-GaAs

24 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs

25 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs

26 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs GaAs

27 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs

28 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs

29 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ELEKTRODA

30 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ENERGIA [W] ODLEGŁOŚĆ [x] ELEKTRODA

31 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) ENERGIA [W] ODLEGŁOŚĆ [x] n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ELEKTRODA + + + - - -

32 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) - n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ENERGIA [W] ODLEGŁOŚĆ [x] ELEKTRODA + + + + - - -

33 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA DIODA LASEROWA ( LD-GaAs) - n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ENERGIA [W] ODLEGŁOŚĆ [x] ELEKTRODA + + + + - - - + - ŚWIATŁO

34 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA SPOSOBY REALIZACJI PROCESU EPITAKSJI

35 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) SPOSOBY REALIZACJI PROCESU EPITAKSJI EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ (Liquid Phase Epitaxy - LPE) EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ (Vapor Phase Epitaxy - VPE) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH (Molekular Beem Epitaxy - MBE)

36 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ - LPE

37 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ - LPE + STAŁE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO PŁYNNE MEDIUM PODŁOŻE

38 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) + STAŁE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO PŁYNNE MEDIUM PODŁOŻE DYFUZJA I KONWEKCJA EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ - LPE

39 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) + STAŁE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO PŁYNNE MEDIUM PODŁOŻE EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ - LPE

40 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) + STAŁE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO PŁYNNE MEDIUM PODŁOŻE EPITAKSJA Z FAZY CIEKŁEJ - LPE

41 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ - VPE

42 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ - VPE + GAZOWE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO GAZOWE MEDIUM PODŁOŻE ŹRÓDŁO GAZOWE

43 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ - VPE + GAZOWE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO GAZOWE MEDIUM PODŁOŻE PŁYNNA DYNAMIKA I KONWEKCJA ŹRÓDŁO GAZOWE

44 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ - VPE + GAZOWE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO GAZOWE MEDIUM PODŁOŻE ŹRÓDŁO GAZOWE

45 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z FAZY GAZOWEJ - VPE + GAZOWE ŹRÓDŁO MATERIAŁU OSADZANEGO GAZOWE MEDIUM PODŁOŻE ŹRÓDŁO GAZOWE

46 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH - MBE

47 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH - MBE + ŹRÓDŁO WYPAROWYWANE PRÓŻNIAPODŁOŻE KOMORA PRÓŻNIOWA

48 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH - MBE + ŹRÓDŁO WYPAROWYWANE PRÓŻNIAPODŁOŻE KOMORA PRÓŻNIOWA TRANSPORT BALISTYCZNY

49 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH - MBE + ŹRÓDŁO WYPAROWYWANE PRÓŻNIAPODŁOŻE KOMORA PRÓŻNIOWA

50 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH - MBE + ŹRÓDŁO WYPAROWYWANE PRÓŻNIAPODŁOŻE KOMORA PRÓŻNIOWA

51 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PRÓŻNIOWE METODY WYTWARZANIA WARSTW EPITAKSJALNYCH

52 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PRÓŻNIOWE METODY WYTWARZANIA WARSTW EPITAKSJALNYCH Wytwarzanie warstw epitaksjalnych przy wykorzystaniu „metod fizycznych”: NAPAROWYWANIESUBLIMACJAROZPYLANIE KATODOWE

53 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PRÓŻNIOWE METODY WYTWARZANIA WARSTW EPITAKSJALNYCH EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH

54 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 PODŁOŻE KRZEMOWE ROZPYLANY KRZEM

55 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 WŁÓKNO GRZEJĄCE PODŁOŻE PODŁOŻE KRZEMOWE UCHWYT PODŁOŻA EKRAN ELEKTRO- STATYCZNY ROZPYLANY KRZEM EKRAN WŁÓKNO EMITUJĄCE WIĄZKĘ ELEKTRONÓW UCHWYT Z CHŁODZENIEM

56 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 OGRZEWANIE PŁYTKI KRZEMOWEJ WIĄZKĄ ELEKTRONÓW

57 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 OGRZEWANIE PŁYTKI KRZEMOWEJ WIĄZKĄ ELEKTRONÓW BOMBARDOWANIE WIĄZKĄ ELEKTRONOWĄ KRZEMU

58 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 OGRZEWANIE PŁYTKI KRZEMOWEJ WIĄZKĄ ELEKTRONÓW BOMBARDOWANIE WIĄZKĄ ELEKTRONOWĄ KRZEMU FORMOWANIE STRUMIENIA ATOMÓW KRZEMU

59 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA PRÓŻNIOWA WARSTW KRZEMOWYCH +U -U 0 OGRZEWANIE PŁYTKI KRZEMOWEJ WIĄZKĄ ELEKTRONÓW BOMBARDOWANIE WIĄZKĄ ELEKTRONOWĄ KRZEMU FORMOWANIE STRUMIENIA ATOMÓW KRZEMU OSADZANIE WARSTWY EPITAKSJALNEJ

60 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PRÓŻNIOWE METODY WYTWARZANIA WARSTW EPITAKSJALNYCH EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH

61 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Epitaksja z wiązek molekularnych (Molecular Beam Epitaxy) jest procesem wzrostu związków półprzewodnikowych, zachodzącym w warunkach ultrawysokiej próżni

62 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Formowanie wiązki molekularnej KOMÓRKA EFUZYJNA KRIOSTAT GRZEJNIK TERMOPARA KOMÓRKA EFUZYJNA

63 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Formowanie wiązki molekularnej KOMÓRKA EFUZYJNA PRÓŻNIA

64 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Formowanie wiązki molekularnej KOMÓRKA EFUZYJNA PRÓŻNIA

65 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Formowanie wiązki molekularnej KOMÓRKA EFUZYJNA PRÓŻNIA

66 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Formowanie wiązki molekularnej KOMÓRKA EFUZYJNA PRÓŻNIA STRUMIEŃ MOLEKULARNY

67 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Wytworzenie struktury diody laserowej wymaga zastosowania pięciu wiązek molekularnych n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ELEKTRODA

68 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Wytworzenie struktury diody laserowej wymaga zastosowania pięciu wiązek molekularnych n GaAs n AlGaAs GaAs p AlGaAs p GaAs ELEKTRODA ŹRÓDŁO GALU ŹRÓDŁO ARSENU ŹRÓDŁO CYNKU (DOM.TYP P) ŹRÓDŁO ALUMINIUM ŹRÓDŁO SELENU (TYP N)

69 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Cynk Zn Gal Ga Arsen As Glin Al Selen Se

70 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl KOMORA PRÓŻNIOWA PODŁOŻE GaAS KOMÓRKI EFUZYJNE PRZESŁONY OKIENKO WIZJER PRÓŻNIA

71 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) PRÓŻNIOWE METODY WYTWARZANIA WARSTW EPITAKSJALNYCH PRZEBIEG PROCESU

72 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl n GaAs

73 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl n AlGaAsn GaAs

74 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl GaAs n AlGaAs n GaAs

75 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl p AlGaAs GaAs n AlGaAs n GaAs

76 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl p GaAs p AlGaAs GaAs n AlGaAs n GaAs

77 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH As ZnSe GaAl p GaAs p AlGaAs GaAs n AlGaAs n GaAs

78 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI

79 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI As ZnSe GaAl KOMORA PRÓŻNIOWA STRUKTURA EPITAKSJALNA OKIENKO WIZJER PRÓŻNIA

80 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI As ZnSe GaAl KOMORA PRÓŻNIOWA STRUKTURA EPITAKSJALNA OKIENKO WIZJER PRÓŻNIA ŹRÓDLO WIĄZKI PRÓBKUJĄCEJ

81 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI As ZnSe GaAl KOMORA PRÓŻNIOWA STRUKTURA EPITAKSJALNA OKIENKO WIZJER PRÓŻNIA ŹRÓDŁO WIĄZKI PRÓBKUJĄCEJ ANALIZATOR

82 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY

83 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY

84 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY JONY

85 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY JONY

86 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY JONY FOTONY (PR.X, UV, WIDZ. IR

87 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY JONY FOTONY (PR.X, UV, WIDZ. IR CZĄSTKI NEUTR.

88 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) POMIARY – ANALIZA POWIERZCHNI BADANY MATERIAŁ FOTONY (PROM.X, UV, WIDZIALNE, IR) ELEKTRONY JONY ELEKTRONY JONY FOTONY (PR.X, UV, WIDZ. IR CZĄSTKI NEUTR. ELEKTRONY I JONY WTÓRNE

89 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI

90 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI ESCA – Electron Spectroscopy for Chemical Analysis SPEKTROSKOPIA ELEKTRON. DO ANALIZY CHEMICZNEJ ESCA PROM. X ANALIZA ENERGII EMITOWANYCH ELEKTRONÓW ELEKTRONY PRÓBKA Niskoenergetyczne promieniowan. X (linia K-alfa Al, E=1.487 keV) Elektrony pochłaniające energię są emitowane z charakterystyczną energią kinetyczną określoną poprzez różnicę pomiędzy energią fotonu a energią wiązania Inormacja 1-10 warstw atomowych

91 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI AES – Auger Electron Spectroscopy SPEKTROSKOPIA ELEKTRON. AUGERA AES ELEKTRONY ANALIZA ENERGII EMITOWANYCH ELEKTRONÓW ELEKTRONY PRÓBKA Wybijanie elektronów z wew. powłok w atomie przy wykorzystaniu energii wiązki elektronowej E>10 keV Emisja elektronów „Augera” o energii charakterystycznej dla przejść elektronów w atomie pomiędzy poziomami

92 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI SIMS – Secondary-Ion Mass Spectrometery SPEKTROSKOPIA MAS JONÓW WTÓRNYCH SIMS JONY ANALIZA ENERGII EMITOWANYCH JONÓW JONY „WTÓRNE” PRÓBKA Bombardowanie pow. próbki wiązką jonów (Argon, Cez, Tlen o energii E=(0.5-5)keV Emitowane jony „wtórne” z próbki są analizowane w spektrometrze masowym

93 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI RBS – Rutherford Backscattering Spectrometery RUTHERFORDOWSKA SPEKTROM. JONÓW ROZPR. RBS JONY HELU (MeV) ANALIZA ENERGII EMITOWANYCH JONÓW JONY PRÓBKA Bombardowanie pow. próbki wiązką jonów Helu o energii E=(1-3)MeV Jony helu w wyniku zderzeń z atomami badanego ciała wytracają energię. Wytracona energia jest charakterystyczna dla danego typu atomów Profil w zakresie (0.5-3)  m

94 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METODY ANALIZY POWIERZCHNI LIMS – Laser Ionization Mass Spectrometery SPEKTROSKOPIA MASOWA PRZY JONIZACJI LASER. LIMS FOTONY (LASER) ANALIZA MASY DESORB. LUB WYPAROW. JONÓW JONY PRÓBKA Powierzchnia próbki jest oświetlana światłem laserowym Z powierzchni próbki desorbowane są jony

95 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH APARATURA DO WYTWARZANIA HETEROSTRUKTUR KRZEMOGERMANU

96 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH ŹRÓDŁO DOMIESZKI BP SiGe ŹRÓDŁO DOMIESZKI ŹRÓDŁO KRZEMU ŹRÓDŁO GERMANU EMITER ELEKTRONÓW GRZEJNIK GRAFITOWY PODŁOŻE KRZEMOWE PRÓŻNIA

97 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH PRZEBIEG PROCESU

98 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Rozgrzewanie podłoża

99 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Emisja elektronów – rozgrzewanie Si, Ge

100 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Emisja wiązek molekularnych - Si, Ge

101 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Domieszkowanie borem - B, (SiGe – typ p)

102 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Domieszkowanie fosforem - P, (SiGe – typ n)

103 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH BP SiGe Studzenie–zapowietrzanie–otwarcie komory roboczej CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE

104 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) EPITAKSJA Z WIĄZEK MOLEKULARNYCH Możliwości MBE 200 mm Jednorodność grubości wytwarzanych warstw epitaksjalnych jest lepsza niż ±1.5%