Введение:
Первые интегральные схемы (ИС) были созданы в 1958-1959 гг. Джеком Килби (фирма Texas Instruments) и Робертом Нойсом (фирма Fairchild). В 1961г. фирмой Fairchild выпушена первая промышленная партия полупроводниковых ИС. Эта ИС представляла собой триггер резисторно-транзисторной логики и содержала 4 биполярных транзистора и 2 резистора. В 1963 г. фирмой RCA была выпушена первая ИС на основе 16-ти транзисторов со структурой металл-окисел-полупроводник (МОП). Первая в СССР ИС была создана в Таганрогском радиотехническом институ¬те под руководством Л.Н. Колесова в 1961 г. Первые в нашей стране серийные ИС были выпущены в 1964 г. на заводе «Ангстрем» (Москва) [4, С.4].
К 1970 г. в стране был создан ряд крупных предприятий электронной промышленности: НИИ молекуляр¬ной электроники и завод «Микрон», НИИ микроприборов и завод «Компонент» (Москва), Воронежский завод полупроводниковых приборов, Ленинградское произ¬водственное объединение «Светлана», Производственное объединение «Интеграл» (Минск) и др.; ежегодно выпускалось около 4 млн. ИС 69 серий.
Основная часть:
Возможности легирования при эпитаксии гораздо шире, чем при дру¬гих методах получения легированных слоев полупроводника, например при диффузии. Уникальной особенностью эпитаксии является возмож¬ность получения высокоомных слоев полупроводника на низкоомных пластинах. При эпитаксии можно получать разнообразные распределе¬ния легирующих примесей, в том числе равномерные распределения, или с резким перепадом концентрации на очень малом расстоянии. Мож¬но получать многослойные структуры в одном процессе. Эпитаксиаль¬ные слои, в отличие от кремниевой пластины из слитка, выращенного из расплава, не содержат кислорода и углерода, которые являются цент¬рами дефектообразования.[1, С.66]
Особенно важную роль эпитаксия играет в технологических процессах про¬изводства сверхбольших ИС, элементной базой которых являются сверхбыстродействующие гетеропереходные транзисторы, имеющие сложную слоистую структуру с толщиной мoнокристаллических полупроводниковых слоев до 2 - 25 нм. Для обеспе¬чения стабильности характеристик и малого разброса параметров интегральных транзисторов по пластине, определяющего выход годных кристаллов сверхбольших ИС, предъ¬являются очень высокие требования к качеству наращиваемых полупроводниковых слоев, обеспечить выполнение которых в современной микроэлектронной техноло¬гии способна только молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ).
По сути, МЛЭ представляет собой эпитаксию посредством испарения в сверхглубоком вакууме. Но, в отличие от обычной эпитаксии, использующей дан¬ный механизм, в установках МЛЭ поддерживается вакуум порядка 10-8 Па при отно¬сительно низких температурах (> 600°С), что позволяет формировать слоистые мо¬нокристаллические структуры, имеющие сложный профиль концентрации приме¬сей. Принцип МЛЭ состоит в непосредственном управлении пучками атомов тре¬буемых веществ, испускаемых нагревателями, которые могут быть перекрыты при изменении типа выращиваемого кристалла. Важной особенностью МЛЭ является низкая скорость роста пленки (6- 60 нм/мин), что снижает производительность процесса, но позволяет повысить качест¬во и с высокой точностью контролировать толщину эпитаксиальных слоев. Типичный пример установки МЛЭ приведен на рис.1. [4, С.16].