октября
14
Изготовление полупроводниковых приборов
Изготовление полупроводниковых приборов основано на локальном легировании кристаллов кремния, германия и других полупроводников элементами третьей и пятой группы, после чего отдельные области приобретают электронную или дырочную проводимость. Внедрение примесей в нужные области полупроводникового кристалла обычно производится путем диффузии примесных элементов с поверхности кристалла в его объем, которая осуществляется при высоких температурах (для кремния порядка 1300°С). При этом поверхность кристалла должна быть свободна от посторонних примесей, т. е. «чистой». В связи с этим значительное место в технологии изготовления полупроводниковых элементов занимают процессы очистки поверхности: обработка и отмывка химическими реактивами, моющими растворами. Кроме того, и окружающий воздух должен иметь минимальное количество примесей.
Вытравливание на пластине отдельных областей для дальнейшей диффузии осуществляется с помощью контактной фотолитографии. Важным элементом конструкции интегральных схем и полупроводниковых приборов являются металлические пленки. Эта операция осуществляется на участке напыления.
На каждом этапе обработки изделия в процессе его изготовления они контактируют с воздухом помещения, где выполняются эти операции. Наибольшее влияние на процессы изготовления полупроводниковых элементов оказывают: температура воздуха, относительная влажность, запыленность, содержание в нем примесей в виде газов и паров жидкостей. Наибольшее значение имеет не столько значение температуры, сколько ее постоянство в течение проведения процесса. Постоянное значение относительной влажности воздуха необходимо для защиты материалов, изделий и инструмента от коррозии, предотвращения выпадения влага на рабочих поверхностях, снижение зарядов статического электричества, которые способствуют притяжению взвешенных частиц и могут привести к повышенной концентрации пыли в зоне обработки деталей до недопустимых пределов. Загрязняющая частица на поверхности полупроводникового прибора может вызвать короткое замыкание и выход прибора из строя.
Для того чтобы избежать проблем, связанных с загрязнениями, производство полупроводниковых приборов размещают в чистых помещениях, отвечающих очень высоким требованиям чистоты.
Кнрцоноровие всзпуха в шш нмщешх
Чистые помещения, среда которых не содержит загрязнений и бактерий, используются в большинстве современных производств.
Первые чистые помещения были созданы в больницах для борьбы с инфекциями, в настоящее время высокие технологии выдвигают особые требования к чистоте среды для промышленного производства. Чистые помещения применяются в электронной промышленности при производстве компьютеров, телевизоров, мониторов, в микроэлектронной промышленности при производстве интегральных схем, устанавливаемых в компьютерах и микропроцессорах систем управления, в микромеханике при производстве гироскопов, миниатюрных подшипников, считывающих устройств для компакт-дисков, в оптической промышленности при производстве линз, фотопленки, лазерного оборудования.. В таких производствах даже субмикронные частицы загрязнений могут нарушить функционирование изделий и снизить срок службы.
Есть категория производств, где недопустимо' присутствие в производственной среде микроорганизмов, вызывающих возникновение инфекций. К ним относятся производственные помещения биотехнологии, генной инженерии, фармацевтической промышленности, особого медицинского оборудования (сердечные клапаны, системы кардиошунтирования), пищевой промышленности. В связи с ростом высокотехнологичных производств перечень областей применения чистых помещений будет пополняться.