فرایند ناخالصی سازی در ساخت مدارهای تجمعی سیلیکون

مدارهای تجمعی قلب سیستمهای الکترونیکی را تشکیل می دهند. با توجه به اینکه تمامی علوم و تکنولوژی های پیشرفته وابسته به تکنولوژی الکترونیک هستند، لذا کشوری که قادر به طراحی و ساخت مدارهای تجمعی مورد نیاز خود نباشد، اساسا وابسته به کشورهای دیگر است . گرچه با توجه به پیشرفتهای عظیمی که در این رشته صورت گرفته، ورود کشور ما به صحنه تکنولوژی ساخت مدارهای تجمعی تا حدودی دیر است ، اما با یک برنامه ریزی اصولی و سرمایه گذاری مناسب ، هنوز هم می توان به رشد چشمگیری در این زمینه دست یافته و حداقل نیازهای داخلی نظامی و صنایع کشور را برطرف ساخت . اولین گام در این راستا، شروع تحقیق و بررسی در زمینه فرایندهای ساخت مدارهای تجمعی می باشد، به همین منظور پروژه ای در دانشگاه مشهد تحت عنوان "فرایندهای ساخت مدارهای تجمعی سیلکیون" شروع شده که در رساله حاضر در بخش مطالعات نظری فرایند ناخالص سازی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و در بخش کارهای عملی فرایندهای اصلی ساخت مدارهای تجمعی mos (در مقیاس بزرگ)، انجام شده است . در فصل اول به طور خلاصه فرایندهای اصلی ساخت مدارهای تجمعی سیلیکون را مرور می کنیم. مهمترین روشهای ناخالص سازی سیلیکون در فصل دوم معرفی می گردند. روشهای ناخالص سازی سیلیکون بعد از رشد، یعنی پخش حالت جامد و یونکاری، به ترتیب در فصلهای سوم و چهارم مورد مطالعه قرار می گیرند، در فصل چهارم علاوه بر بررسی فرایند یونکاری، نتایج کار بر روی برنامه شبیه سازی فرایند یونکاری نیز ارائه می شود. در فصل پنجم، روشهای اندازه گیری توزیع ناخالصی های نوع n و p در سیلیکون معرفی می گردند. در فصل ششم گزارش کارهای عملی ارائه می شود، مطالب این فصل از چهار قسمت تشکیل شده است : الف - انجام فرایندهای اصلی ساخت مدارهای تجمعی: با انجام فرایندهای پخش ناخالصی، اکسیداسیون حرارتی، فوتولیتوگرافی و فلزگذاری، شرایط بهینه جهت انجام هر یک از این فرایندها به صورت قابل تکرار تعیین شد. ب - اندازه گیری تراکم ناخالصی ویفرهای سیلیکون: ابزاری برای انجام آزمایش چهارسوزنی ساخته شد که به راحتی به وسیله آن می توان تراکم ناخالصی و نوع رسانندگی ویفرهای سیلیکون را تعیین نمود. ج- ساخت چند قطعه الکترونیکی: با استفاده از فرایندهای ساخت مدارهای تجمعی سیلیکون چند قطعه الکترونیکی از قبیل دیود پیوند p-n، سلول خورشیدی پیوندp-n و ترانزیستور mos ساخته شده و مشخصه های جریان - ولتاژ آنها اندازه گیری شد که نتایج حاصله به خوبی کارکرد صحیح این قطعات را نشان می دهد. د- برنامه کامپیوتری: به منظور انجام محاسبات مربوط به پخش ناخالصی و اکسیداسیون حرارتی یک برنامه کامپیوتری نوشته شد که با استفاده از آن می توان علاوه بر محاسبه عمق پیوندگاه p-n و ضخامت لایه اکسید، توزیع ناخالصیها را نیز پیش بینی نمود.