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) METALIZACJA

2 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA n+ SiO 2 Si typ p STRUKTURA TRANZYSTORA E-MOSFET OBSZAR ŻRÓDŁA OBSZAR DRENU TLENEK BRAMKOWY TLENEK POLOWY KANAŁ

3 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Wytwarzanie – metodą fotolitografii - okien kontaktowych n+ Si typ p SiO 2

4 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Wytwarzanie – metodą fotolitografii - okien kontaktowych n+ Si typ p SiO 2

5 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Metalizacja powierzchni struktury SiO 2 n+ Si typ p Al

6 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Formowanie kontaktów n+ SiO 2 Si typ p Al

7 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Struktura n-kanałowego tranzystora EMOSFET SiO 2 n+ Si typ p Al ŹRÓDŁODREN BRAMKA D G S indukowany kanał typu n

8 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA PŁYTKA KRZEMOWA ZE STRUKTURAMI PRÓŻNIA ŹRÓDŁO METALU

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

10 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA ROZGRZEWANIE ŹRÓDŁA EMISJA PAR METALU OSADZANIE METALU NA PODŁOŻU

11 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt metal - półprzewodnik METAL PÓŁPRZEWODNIK METAL PÓŁPRZEWODNIK I U I U ZŁĄCZE OMOWE ZŁĄCZE PROSTU- JĄCE

12 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA ZŁĄCZE SCHOTTKY`EGO STYK METALU Z PÓŁPRZEW. TYPU P

13 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI WCWC WVWV W FM W FS METALPÓŁPRZEW. ΦmΦm ΦSΦS Χ powinowactwo elektronowe χ praca wyjścia z półprzewodnika ΦSΦS praca wyjścia z metalu ΦmΦm

14 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI WCWC WVWV W FM W FS METALPÓŁPRZEW. ΦmΦm ΦSΦS Χ Фm<ФSФm<ФS Praca wyjścia elektronów z metalu jest mniejsza niż praca wyjścia elektronów z półprzewodnika

15 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Elektrony z metalu „przechodzą” do półprzewodnika Фm<ФSФm<ФS W FS WCWC WVWV

16 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Elektrony rekombinując z dziurami zmniejszają koncentrację dziur w obszarze przypow. Фm<ФSФm<ФS WCWC WVWV W FS + + + +

17 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Przy powierzchni styku formuje się obszar zubożony w nośniki (dziury) Фm<ФSФm<ФS WCWC WVWV W FS OBSZAR ZUBOŻONY W DZIURY

18 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU Pi R1R1 R2R2 R3R3 R 2 >> R 1 oraz R 3 BARDZO DUŻA LICZBA ELEKTRONÓW DUŻA LICZBA DZIUR BRAK NOŚNI- KÓW

19 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego O własnościach kontaktu decyduje obszar półprzewodnika zubożony w nośniki (i), którego własności zależą od napięcia polaryzującego złącze R2R2 METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU N i

20 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA ZŁĄCZE SCHOTTKY`EGO STYK METALU Z PÓŁPRZEW. TYPU N

21 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złacze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI WCWC WVWV W FM W FS METALPÓŁPRZEW. ΦmΦm ΦSΦS Χ powinowactwo elektronowe χ praca wyjścia z półprzewodnika ΦSΦS praca wyjścia z metalu ΦmΦm

22 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI WCWC WVWV W FM W FS METALPÓŁPRZEW. ΦmΦm ΦSΦS Χ Фm>ФSФm>ФS Praca wyjścia elektronów z metalu jest większa niż praca wyjścia elektronów z półprzewodnika

23 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Elektrony z półprzewodnika „przechodzą” do metalu Фm>ФSФm>ФS W FS WCWC WVWV

24 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Przypowierzchniowy obszar półprzewodnika zostanie zubożony w elektrony Фm>ФSФm>ФS W FS WCWC WVWV

25 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złacze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Przypowierzchniowy obszar półprzewodnika zostanie zubożony w elektrony Фm>ФSФm>ФS W FS WCWC WVWV

26 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Przy powierzchni półprzewodnika formuje się warstwa zubożona w nośniki (elektrony) Фm>ФSФm>ФS W FS WCWC WVWV WARSTWA ZUBOŻONA W ELEKTRONY

27 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU Ni R1R1 R2R2 R3R3 R 2 >> R 1 oraz R 3 BARDZO DUŻA LICZBA ELEKTRONÓW DUŻA LICZBA ELEKTRONÓW BRAK NOŚNI- KÓW

28 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego O własnościach kontaktu decyduje obszar półprzewodnika zubożony w nośniki (i), którego własności zależą od napięcia polaryzującego złącze R2R2 METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU N i

29 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego w której występuje warstwa zubożona w nośniki ma własności złącza prostującego Struktura METALPÓŁPRZEWODNIK

30 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego – prądy płynące przez niespolaryzowane złącze „m-s” qФBqФB qФiqФi metalpółprzewodnik WFWF WCWC WVWV Jnm Jns JpsJpm Jnm – strumień elektr. przechodzących ponad barierą qФ B z metalu do pp. Jns – strumień elektr. przechodzących ponad barierą qФB z metalu do pp. Jpm – strumień dziur przechodzący z metalu do pp. Jps – strumień dziur przechodzących z pp. do metalu

31 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Złącze Schottky`ego – prądy płynące przez niespolaryzowane złącze „m-s” Jnm+Jns=0 Jpm+Jps=0

32 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Polaryzacja złącza „m-s” WFWF WCWC WVWV półprzewodnik metal qФiqФi qФBqФB Jnm Jns

33 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Polaryzacja złącza „m-s” WFWF WCWC WVWV półprzewodnik metal qФiqФi qФBqФB q(+U polar. ) Jns Jnm

34 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Polaryzacja złącza „m-s” WFWF WCWC WVWV półprzewodnik metal qФiqФi qФBqФB Jnm Jns

35 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Polaryzacja złącza „m-s” Jnm Jns WFWF WCWC WVWV półprzewodnik metal qФBqФB q(Фi-U polar. )

36 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA „Prostujące” złącze „m-s” I U Półprzewodnik typu n metal + Półprzewodnik typu n metal + +U polar. -U polar KIERUNEK ZAPOROWY KIERUNEK PRZEWODZENIA Фm>Фs

37 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Фm>Фs Półprzewodnik typu n metal ZŁĄCZE „ PROSTUJĄCE ”

38 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Фm<Фs Półprzewodnik typu n metal JAKIE WŁASNOŚCI?

39 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Elektrony z metalu „przechodzą” do półprzewodnika Фm<ФSФm<ФS W FS WCWC WVWV

40 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Elektrony z metalu „przechodzą” do półprzewodnika Фm<ФSФm<ФS W FS WCWC WVWV

41 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego POZIOM PRÓŻNI W FM METALPÓŁPRZEW. Przy powierzchni półprzewodnika formuje się warstwa „akumulacyjna” bogata w nośniki (elektrony) Фm<ФSФm<ФS W FS WCWC WVWV

42 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU NN+ BARDZO DUŻA LICZBA ELEKTRONÓW DUŻA LICZBA ELEKTRONÓW R1R1 R2R2 R3R3 R 3 >> R 2 oraz R 1

43 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego METALPÓŁPRZEWODNIK TYPU NN+ O własnościach kontaktu decyduje obszar półprzewodnika typu n, którego rezystancja nie zależy od napięcia polaryzującego złącze R3R3

44 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA Kontakt Schottky`ego I U Półprzewodnik typu n metal + Półprzewodnik typu n metal + +U polar. -U polar Фm<Фs

45 TECHNOLOGIE MIKROELEKTRONICZNE Dr inż. Krzysztof Waczyński, Instytut Elektroniki, Politechnika Śląska, Akademicka 16, 44-100 Gliwice (email: Krzysztof.Waczynski@polsl.pl) METALIZACJA PODSTAWOWYM MATERIAŁEM WYKORZYSTYWANYM DO METALIZACJI JEST ALUMINIUM

46