У виробництві приладів і схем використовують напівпровідникові матеріали, леговані різними домішками, що дає можли-ність істотно змінювати властивості цих матеріалів. Однак основ-ним матеріалом для виготовлення інтегральних мікросхем (ІМС) і мікросистем до теперішнього часу залишається кремній. Він володіє ря-будинок властивостей, що дозволяють легко створювати на ньому діелектричні шари для маскування від проникнення домішок і захисту поверхонь-сти від впливу зовнішнього середовища, що забезпечують високі робочі тим-ператури (до 150 ° С). Тому саме технологія кремнієвих інте-гральних елементів буде розглядатися в цьому посібнику.
Кремній має алмазоподобную кристалічну решітку, кото-раю може бути представлена як дві гранецентрированную кубічні решітки, зрушені відносно один одного на 1/4 великої діагоналі куба. Параметр решітки куба а дорівнює 0,54 нм (довжина ребра куба), а рас-стояння між двома найближчими сусідніми атомами становить 0,23 нм. Кожен атом пов'язаний з чотирма найближчими сусідами ковалентними зв'язками, розташованими по відношенню до цього атому в вершинах правильного тетраедра (рис. 1.1).
У кубічної решітці кремнію зручно виділити найбільш характерні площині і напрямки, звані індексами Міллера (рис. 1.2). Якщо в початок координат помістити куб з ребра-ми, які відсікають поодинокі відрізки по осях координат, то площини, утворюють-щие грані куба, матимуть координату по одній з осей, наприклад х, рівну 1, а іншим площинах будуть паралельні. Зворотні величини відрізків, що відсікаються площинами по осях координат, для цієї кристаллографической площині будуть 1,0,0 (рис.1.2, а). Це і є індекси Міллера для граней куба. Відповідно для діагональної площині куба (рис. 1.2, б) ці індекси будуть 1,1,0, а для площин, відтинають поодинокі відрізки по всім трьом координатам (рис.1.2, в) - 1,1,1.
атоми кремнію з тетраедричних орієнтацією ковалентних зв'язків; - домішка заміщення Рис. 1.1. Схематичне перед- дання кристалічної решітки кремнію
Індекси поміщають в круглі дужки: (100), (110), (111). Якщо ж мова йде про систему кристалографічна еквівалентних площин, то використовуються фігурні дужки:,,. Напрямки, пер-пендікулярние цим площинах, мають ті ж індекси, але складається з т.з. тегів: [100], [110], [111], а сімейство напрямків з оди-наково індексами - в трикутні дужки: <100>, <110>, <111>. Три зазначених площині і напрямки є найбільш важливими в кри-Сталл кремнію і в основному використовуються у виробництві кремнієвих інтегральних мікросхем. Багато технологічних процесів протікають по-різному при різних кристалографічних орієнтаціях поверхні кремнієвої пластини. Для біполярних ІМС зазвичай використовується орієнтація поверхні паралельно (111), для МДП схем кращий-ної є орієнтація поверхні по площині (100).