O que fazer para transformar isto:???

Transcrição

1 Prcessament de Semicndutres Intrduçã O que fazer para transfrmar ist:??? Nist:??? Um puc da história... Integrated circuit f Atmel Dipsis 740 System n Chip shwing memry blcks, lgic and input/utput pads arund the periphery 1

2 Transistr J. Bardeen (1951 / Nbel:1956) 1 Circuit Integrad Jack Kilby / 1958 (Nbel: 2000). Cntém um únic transistr e cmpnentes de suprte em uma lâmina de Ge (1.6 x 11.1 mm). Teclad d cmputadr ds fguetes Apll O cmputadr ds Apll fram s primeirs a usar circuits integrads (ICs). Memória d Apll (AGC 1024 bit). O cmputadr usava 12 móduls (12k!, 1de RAM, 10 ROM). 2

3 Seçã transversal de dispsitiv de memória: CMOS Micrchips (EPROM memry) with a transparent windw, shwing the integrated circuit inside. Nte the fine silver-clred wires that cnnect the integrated circuit t the pins f the package. The windw allws the memry cntents f the chip t be erased, by expsure t strng ultravilet light in an eraser device. Circuit Integrad atual Inegrad cm blcs de memória, blcs lógics, e trilhas de entrada e saída n cntrn (Atmel Dipsis 740 System) 3

4 Para prduzir dispsitivs semicndutres é necessári: Crescer cristais de ba qualidade Pder acrescentar dpantes de maneira cntrlada Pder criar padrões/gemetrias aprpriadas de dpagem relev Pder miniaturizar / integrar Prduzir em grandes áreas / hmgeneidade / altíssima qualidade Prcessament Tradicinal Grande vlume, baix grau de integraçã Cristais naturais Cresciment cntrlad de cristais An example f the cubic crystals typical f the rcksalt structure. Gallium, a metal that easily frms large single crystals Silver crystal grwing n a ceramic substrate. Quartz crystal grup frm Tibet Tarug de Silici Um puxadr de cristal cm semente Cadinh depis de usad Prcess Czchralski (1911) 4

5 O prcessament parte d material brut (tarug) e transfrma, acrescenta cntats Prcessament Avançad Miniaturizaçã / Alt grau de integraçã Escala de Integraçã Prcessament Avançad A prduçã d material cnfecçã d dispsitiv Múltiplas camadas finas de material depsitadas / padrões Gerações de Circuits Integrads SSI - Small-Scale Integratin (dezenas) $ circuit em 1960, $250, em 1963 (receptres de TV / rádi) LSI - Large-Scale Integratin transistres em 1970, em transistrs. VLSI - Very Large-Scale Integratin (bilhões) centenas de milhares em 1980, váris bilhões de transistres em

6 Prcessament tradicinal Material de partida => várias etapas de transfrmaçã independentes Prcessament avançad Prcessament avançad => dispsitiv vai send prduzid, assciad cm cresciment d material Prcessament Avaçad Geralmente envlve a prduçã altamente cntrlada de várias camadas, na frma de filmes (semicndutres, metálics u islantes). => Métds de cresciment de Filmes Fins Cm prduzir várias camadas sbrepstas cm alt grau de cntrle cresciment mnitrad camada pr camada atômica? As técnicas de prcessament necessárias sã um puc diferentes das tradicinais... Há cmpnentes cmuns, pr exempl entendiment d cresciment de cristais... Só que n cas de multi-camadas, em geral é cresciment de um cristal de um tip, sbre utr (heter-epitaxia). 6

7 MBE Características Caracterizaçã in-situ : REED (difraçã de elétrns) XPS-UPS Pressã residual < trr Alt cntrle de Tsubstrat Excelente cntr. das células de efusã Transferência de substr.em vácu Prpaganda cmercial de MBE => Temas Módul-I Prduçã de filmes fins Evapraçã/MBE Depsiçã de Vapr Químic Sputtering Cntats elétrics / litgrafia Técnicas para a prduçã de filmes e multicamadas de alta qualidade MBE (Mlecular Beam Epitaxy) CVD (Chemical Vapr Depsitin) Prcesss a Plasma (PECVD / sputtering) PLD (Pulsed laser depsitin) ALD (Atômic Layer Depsitin) Atividade Experimental Depsiçã de Filmes pr Sputtering assciaçã de métds cm s diferentes tips de dispsitivs... 7

8 Bibligrafia Módul I O bjetiv deste módul é que vcê cnheça alguns métds avançads de prcessament principalmente para que pssa aprender algumas idéias básicas para usar em seus própris prjets... D.L. Smith. Thin Film Depsitin: Principles and Practice. McGraw Hill, Bstn, p. (Caps. 5-9). M. Ohring. The Materials Science f Thin Films. Academic Press, San Dieg, USA, K. Alavi. Mlecular Beam Epitaxy. In: Handbk f Cmpund Semicnductrs, Cap.3. P.H. Hllway, G.E. McGuire (eds), Nyes Publicatins, Park Ridge, E.U.A. 1995, pp S. Nakamura. III-V Nitride Based LEDs, in: GaN and Related Materials. Cap. 14, S.J. Peartn (ed). Grdn e Breach Sci. Publishers. Amsterdam S.M. Sze. Physics f Semicnductr Devices. Jhn Wiley & Sns, New Yrk, P. Yu, M. Cardna. Fundamentals f Semicnductrs- Physics and Materials Prperties. Springer Verlag, Berlim, Smith Cap. 7 Referências - CVD Ohring Caps. 1 e 4 Alguns sites de interesse Referências - Sputtering D.L. Smith Thin Film Depsitin Cap. 8 (8.1,8.2, 8.3, 8.5) Cap. 9 (9.1,9.2, 9.3) (simulaçã visual d prcess de sputtering) 8

9 Obrigad pela atençã!! 9