38 (310)

Parametry izolatora:

• Współczynnik strat dielektrycznych tg 8 - wielkość bezwymiarowa

. r Ir tg5= —

Je

gdzie:

-    I_R - natężenie składowej rzeczywistej (czynnej) prądu elektrycznego płynącego przez

izolator w zmiennym polu elektrycznym

-    I_r- natężenie składowej urojonej (biernej)

gdzie:

•o - pulsacja

•y - konduktywność (przewodność właściwa) • e - przenikalność elektryczna

Zastosowanie warstw dielektrycznych w elektronice półprzewodników:

•    Pasywacja powierzchni

•    Izolacja elektryczne elementów składowych lub wybranych obszarów w obrębie struktury

•    Dielektryk kondensatorów

•    Dielektryk bramki tranzystorów MISFET (ang. Metal Isolator Semiconductor Field Effect Transistor)

•    Maskowanie półprzewodnika w procesach implantacji i zabezpieczanie powierzchni w procesach wygrzewania poimplantacyjnego

Wymagania stawiane warstwom dielektrycznym

•    Prostota i kompatybilność technologii półprzewodnika i dielektryka

•    Duża stabilność chemiczna

•    Dopasowanie współczynników rozszerzalności termicznej dielektryk - półprzewodnik

■ Jednorodność składu i struktury dielektryka

•    Uzyskiwanie wymaganych grubości warstw oraz jednorodność grubości (10*10000 nm)

•    Duże napięcie przebicia

•    Mały współczynnik strat dielektrycznych

•    Odpowiednia do zastosowań wartość stałej dielektrycznej

•    Mała gęstość wtrąceń i defektów

Rodzaje wykorzystywanych materiałów

Klasyczne dielektryki wykorzystywane w technologii krzemowej Si0₂, Si₃N₄ Al₂0₃,

Dielektryki alternatywne

na warstwy podbramkowe

Tlenki Ti, Ta, Hf, Zr, Cr, Mo, W, Ni, Co

Azotki Ti, Ta, Al

Dielektryki wieloskładnikowe: SiOjN_x, HfSiON, HfZrO_r HfLaON, TaSiN,...

Wielowarstwy: HfSiON/SiON, W/TiN/Hf0₂, _TiN/TaN/HfO;, MoO/SiON,...

Warstwy izolujące, ILD (ang. Inter-Layer Dielectric)

Si0₂ domieszkowane F, C Porowaty Si0₂

Dielektryki organiczne, polimery

Tranzystor w technologii 45nm www.inteLcom

Połączenia elektryczne wewnątrz układów U LSI www.inteLcom

Tranzystor MOS

Istotne parametry konstrukcyjne tranzystora

-    Długość kanału L

-    Szerokość kanału W

-    Grubość tlenku t_ox

GATE

Rodzaje wykorzystywanych materiałów

Materiał	Stała dielektryczna Er	Przerwa wzbroniona EG (eV)	Struktura krystalograficzna
Si02	3,9	8,9	amorficzna
Si,N4	7	5,1	amorficzna
Al,O,	9	8,7	amorficzna
A1N	94		polikrystaliczna
Y.O,	15	5,6	kubiczna
La203	30	43	heksagonalna
Ta,Os	26	4,5	ortogonalna
Ti02	80	3,5	tetragonalna
Hf02	25	5,7	tetragonalna
Zr02	25	7,8	tetragonalna