Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Introduzione alla microtecnologia/L'ambiente: la camera pulita: differenze tra le versioni

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*gas speciali per i vari processi. Si utilizzano molte specie diverse di gas, come argon, ossigeno, azoto, elio, composti del cloro e del fluoro, metano, silano, fosfina etc., ad elevato grado di purezza. I gas sono compressi a circa 200 Atm in bombole, contenute in appositi armadi di sicurezza. Le linee che collegano le bombole agli impianti devono essere di tipo particolare, tipicamente acciaio inox con interno elettrolucidato, per non inquinare i gas che vi passano attraverso.
*vuoto, generalmente a livello di vuoto di rotativa (10<sup>-2</sup> - 10<sup>-3</sup> mBar), utilizzato per compiti accessori, ad esempio per fissare un substrato al piatto dello spinner durante la stesura del resist.
 
== I substrati ==
 
 
I dispositivi microfabbricati usano in grandissima parte come substrato il silicio di grado elettronico. Per ottenerlo, si porta della silice (un tipo di sabbia fatta di SiO2) al punto di fusione (1400 °C) in particolari fornaci insieme a dei reagenti in modo da formare silicio metallurgico puro al 98%. Una fase successiva prevede l'uso di acido cloridrico HCl (in reattori a 300 °C) per ottenere dal silicio il triclorosilano SiHCl3. Si sfrutta la caratteristica del triclorosilano di essere liquido a temperatura ambiente per eliminare le impurità presenti nel silicio. Successivamente il triclorosilano viene trattato con idrogeno in speciali reattori per ottenere il silicio di grado elettronico che a questo stadio è policristallino (concentrazione di impurità pari a una parte per miliardo); In seguito il silicio ottenuto viene fuso, un seme di cristallo di Si è sospeso nel bagno di silicio fuso e viene fatto ruotare sul suo asse, mentre contemporaneamente lo si estrae verso l’alto (metodo Czochralski-CZ). In questo modo si estrae un lingotto che viene poi tagliato a fette sottili(wafer), in seguito planarizzate e lucidate (polishing). Per perfezionare il procedimento, si può usare il metodo FZ (floating zone): una bobina a radiofrequenza viene fatta scorrere lungo l'asse del lingotto, producendo un riscaldamento locale che favorisce l'eliminazione delle imperfezioni.
 
 
[[Image:Wafer_flats_convention.PNG|frame|300px|Significato convenzionale dei flat (area rimossa dal wafer, qui segnata in rosso). A seconda del numero e della posizione dei flat si identifica il tipo di drogaggio del Si (n o p) e [[w:Cristallografia|l'orientazione cristallografica]]. ]]
 
Oggi l'industria usa wafer di silicio con diametro fino a 12 pollici (300 mm) e spessore di 0.3-0.7 mm. Il bordo dei wafer può avere delle particolari intacche o delle sezioni diritte ("flat") che, secondo una precisa convenzione, permettono una facile identificazione dei piani reticolari e del drogaggio del wafer. La conoscenza dei piani reticolari può essere utile per vari scopi. Uno di essi è il taglio del wafer in chip una volta completata la microfabbricazione: si incide il wafer che si spezza più facilmente in certe direzioni che in altre ("cleavage").
 
 
 
Si usano anche:
* wafer epitassiali, in cui lo strato di superficie è un singolo cristallo
* wafer SOI (silicon on insulator), composti da silicio, strato di isolante, strato sottile di singolo cristallo di silicio
* wafer di altri semiconduttori, quali germanio e composti di materiali III-V (InGaAs, InAs, etc.)
 
 
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