RU2091909C1 - Способ изготовления мультискана - Google Patents
Способ изготовления мультискана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091909C1 RU2091909C1 RU94026939/25A RU94026939A RU2091909C1 RU 2091909 C1 RU2091909 C1 RU 2091909C1 RU 94026939/25 A RU94026939/25 A RU 94026939/25A RU 94026939 A RU94026939 A RU 94026939A RU 2091909 C1 RU2091909 C1 RU 2091909C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- resistive layer
- width
- resistance
- additional resistive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Использование: полупроводниковая техника для изготовления координаточувствительного фотоприемника мультискана, используемого для измерения положения светового сигнала. Сущность изобретения: в способе изготовления мультискана, заключающемся в формировании на подложке изолированных друг от друга и от подложки двух базовых областей, изготовлении линейки встречно включенных р-n-переходов в упомянутых базовых областях, формировании общей шины вдоль внешнего края одной базовой области и нанесение делительного слоя на внешний край другой базовой области, новым является то, что на поверхность делительного слоя дополнительно наносят резистивный слой, выступающий за пределы делительного слоя с его внешней по отношению к p-n-переходам стороны на величину не менее ΔMmin, где ΔMmin= Δm•f /fmin и обладающий сопротивлением, превышающим сопротивление делительного слоя не менее чем в К раз, где К = m/M•fmin, затем определяют зависимость величины ошибки координирования f(x) путем измерения величины выходного напряжения в зависимости от положения центра светового пятна, находят максимальное значение ошибки координирования fmax, затем корректируют сопротивление делительного слоя путем изменения ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p-n-переходам в соответствии с зависимостью m(x)= M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)], где m(x) - скорректированное распределение ширины резистивного слоя, мкм; Rm - сопротивление дополнительного резистивного слоя, Ом; Rd - сопротивление делительного слоя, Ом; Δm - минимальная заданная величина изменения ширины дополнительного резистивного слоя, мкм; f(x) - зависимость ошибки координирования от положения центра светового пятна, %; fmax - максимальное значение измеренной ошибки координирования, %; f - максимально возможная заданная ошибка координирования, %; fmin - заданная ошибка координирования, %; М - ширина дополнительного резистивного слоя, мкм; D - ширина делительного слоя, мкм. 1 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для изготовления координаточувствительного фотоприемника мультискан, используемого для измерения положения светового сигнала.
В настоящее время в бесконтактных методах измерения положения объектов используется целый ряд фотоэлектрических полупроводниковых координаточувствительных приборов, таких как приборы с зарядовой связью (ПЗС), p-i-n-фотодиоды с резистивным слоем, мультисканы. Для всех этих приборов важнейшими параметрами являются линейность координатной характеристики и пространственная чувствительность. ПЗС обладает жестким дискретным шагом, что обеспечивает высокую линейность координатной характеристики, но ограничивает пространственную чувствительность и точность. Для получения точности лучше 10 мкм в случае ПЗС требуется дополнительная сложная обработка электрического сигнала. P-i-n-фотодиоды с резистивным слоем и мультисканы имеют непрерывную координатную характеристику и высокую пространственную чувствительность (до 0,1 мкм), но их точность ограничена нелинейностью координатной характеристики.
Известен способ изготовления координаточувствительного полупроводникового прибора фирмы Hamamatsu (тип S1352) [1] основанный на создании p-i-n-фотодиодов путем двустороннего легированного высокоомной подложки и нанесении электродов на p-слой, являющийся резистивным. Приборы, созданные по такому способу изготовления, имеют непрерывную координатную характеристику и высокую пространственную чувствительность (до 0,1 мкм).
Однако точность данных приборов ограничивается нелинейностью координатной характеристики ±1 связанной с неравномерностью резистивного слоя, и составляет величину до 600 мкм при рабочей длине 3 см.
Наиболее близким к изобретению является способ изготовления мультискана [2] заключающийся в формировании на подложке изолированных друг от друга и от подложки двух базовых областей и изготовлении линейки встречно включенных p-n-переходов в упомянутых базовых областях, изготовлении общей шины вдоль внешнего края одной базовой области и создании делительного слоя вдоль базовой области другой базовой области. Данный прибор обладает координатной чувствительностью 0,01 мкм и статистической погрешностью 0,2 мкм. Линейность его координатной характеристики зависит от равномерности распределения сопротивления вдоль делительного слоя. Делительный слой выполняют газофазным осаждением n+-поликристаллического кремния или диффузией фосфора.
Данный способ не позволяет получить неравномерность лучше 1% Данная неравномерность распределения сопротивления приводит к соответствующим ошибкам в измерении координаты, что составляет величину 200 мкм на длине 2 см.
Задача изобретения создание способа изготовления мультискана, позволяющего изготовить мультискан с повышенной точностью измерений за счет линеаризации его координатной характеристики.
Задача решается c помощью способа изготовления мультискана, заключающегося в формировании на подложке изолированных друг от друга и от подложки двух базовых областей, изготовлении линейки встречно включенных p-n-переходов в упомянутых базовых областях, формировании общей шины вдоль внешнего края одной базовой области и нанесении делительного слоя на внешний край другой базовой области.
Новым в изобретении является то, что на поверхность делительного слоя дополнительно наносят резистивный слой, выступающий за пределы делительного слоя с его внешней по отношению к p-n-переходам стороны на величину не менее ΔMmin где
ΔMmin = Δm•f /fmin,
и обладающий сопротивлением, превышающим сопротивление делительного слоя не менее чем в К раз, где
K=Δm/M•fmin,
затем определяют зависимость величины ошибки координирования f(x) путем измерения величины выходного напряжения в зависимости от положения центра светового пятна, находят максимальное значение ошибки координирования fmax, затем корректируют сопротивление делительного слоя путем изменения ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p-n-переходам в соответствии с зависимостью
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)]
где m(x) скорректированное распределение ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
Rm сопротивление дополнительного резистивного слоя, Ом;
Rd сопротивление делительного слоя, Ом;
Δm минимальная заданная величина изменения ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
f(x) зависимость ошибки координирования от положения центра светового пера,
fmax максимальное значение измеренной ошибки координирования,
f максимально возможная заданная ошибка координирования,
fmin заданная ошибка координирования,
M ширина дополнительного резистивного слоя, мкм;
D ширина делительного слоя, мкм.
ΔMmin = Δm•f
и обладающий сопротивлением, превышающим сопротивление делительного слоя не менее чем в К раз, где
K=Δm/M•fmin,
затем определяют зависимость величины ошибки координирования f(x) путем измерения величины выходного напряжения в зависимости от положения центра светового пятна, находят максимальное значение ошибки координирования fmax, затем корректируют сопротивление делительного слоя путем изменения ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p-n-переходам в соответствии с зависимостью
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)]
где m(x) скорректированное распределение ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
Rm сопротивление дополнительного резистивного слоя, Ом;
Rd сопротивление делительного слоя, Ом;
Δm минимальная заданная величина изменения ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
f(x) зависимость ошибки координирования от положения центра светового пера,
fmax максимальное значение измеренной ошибки координирования,
f
fmin заданная ошибка координирования,
M ширина дополнительного резистивного слоя, мкм;
D ширина делительного слоя, мкм.
На чертеже приведено поперечное сечение структуры мультискана, где 1 - линейка встречно включенных p-n-переходов; 2 делительный слой; 3 общая шина; 4 дополнительный резистивный слой; 5 и 6 базовые области; 7 - подложка.
Для решения вышеуказанной задачи изготовления мультискана, обладающего линейной координатной характеристикой с ошибкой координирования не более 0,1 необходимо обеспечить равномерность распределения сопротивления делителя с такой же точностью.
Распределение сопротивления вдоль делительного слоя имеет неравномерность приблизительно 1 при ширине делителя 100 мкм. Коррекция такого сопротивления с точностью меньшей 0,1 требует возможности изменения ширины делительного слоя с точностью 0,1 мкм, что недоступно для современной техники. Для коррекции распределения сопротивления делительного слоя необходимо дополнительно нанести на его поверхность резистивный слой, имеющий более высокое сопротивление, чем сопротивление делительного слоя. Минимальную ширину дополнительного резистивного слоя, выступающую за пределы делительного слоя ΔM определяют из необходимости компенсации максимально возможного заданного значения ошибки координирования f . В мультисканах, изготовленных по технологии прототипа, величина максимальной ошибки координирования обычно составляет 1 2% Для оценки ΔM величину f выбирают равной 2% Численно ΔM должно быть во столько раз больше Δm во сколько f превышает заданную ошибку координирования fmin, по современным требованиям точности fmin 0,05.
ΔMmin=Δm•f /fmin,
что и определяет максимально необходимую ширину дополнительного резистивного слоя, расположенную вне делителя.
что и определяет максимально необходимую ширину дополнительного резистивного слоя, расположенную вне делителя.
Максимальная величина выступающей части дополнительного резистивного слоя определяется топологией прибора и может занимать всю свободную площадь окисленной поверхности кристалла вне базовой области. Максимальная величина ΔM не накладывает ограничений на диапазон компенсируемых ошибок.
Перекрытие дополнительным резистивным слоем делительного слоя осуществляют с внешней стороны последнего, что позволяет сохранить неизменной фоточувствительную площадь прибора и не подвергать ее разрушающему воздействию при коррекции сопротивления.
Минимальная полная ширина дополнительного резистивного слоя состоит из минимальной ширины выступающей части резистивного слоя ΔM и ширины делительного слоя D, т.е.
Mmin=ΔMmin+D.
Минимальную величину сопротивления дополнительного резистивного слоя выбирают с учетом минимально возможного изменения ширины дополнительного резистивного слоя Δm, которое определяется техническими возможностями устройства коррекции.
Минимальное значение отношения сопротивления дополнительного резистивного слоя к сопротивлению делителя определяется из минимально возможной величины Δm полной ширины дополнительного резистивного слоя М и заданной точности координирования fmin как
K=Δm/M•fmin,
Из этого выражения по известному сопротивлению делительного слоя Rd определяют величину сопротивления дополнительного резистивного слоя Rm.
K=Δm/M•fmin,
Из этого выражения по известному сопротивлению делительного слоя Rd определяют величину сопротивления дополнительного резистивного слоя Rm.
В качестве дополнительного резистивного слоя можно использовать пленки типа РС с сопротивлением приблизительно 1000 Ом/□ наносимые магнетронным распылением.
Далее определяют зависимость величины ошибки координирования от положения центра светового пера f(x), для чего снимают координатную характеристику мультискана путем сканирования световым путем вдоль фотоприемной площадки мультискана и измерения выходного напряжения мультискана с помощью цифрового вольтметра.
Полученные данные вводятся в ДВК-2, где производят вычисление распределения ошибки координирования вдоль фоточувствительного поля мультискана f(x) и определяют максимальную величину этой ошибки fmax. По найденным f(x) и fmax и известным сопротивлениям делительного слоя Rd и дополнительного резистивного слоя М вычисляют m(x) распределение ширины дополнительного резистивного слоя, линеаризующее распределение сопротивления делителя, из уравнения
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)] (1)
Вычисленную зависимость вводят в блок управления перемещениями устройства коррекции ширины дополнительного резистивного слоя. Затем производят изменение ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p-n-переходам в соответствии с найденной зависимостью m(x) с помощью устройства коррекции.
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)] (1)
Вычисленную зависимость вводят в блок управления перемещениями устройства коррекции ширины дополнительного резистивного слоя. Затем производят изменение ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p-n-переходам в соответствии с найденной зависимостью m(x) с помощью устройства коррекции.
Способ осуществляется следующим образом.
По технологии КСДИ (кремний с диэлектрической изоляцией) [3] на подложке из поликристаллического кремния формируют изолированные слоем SiO2 друг от друга и от подложки две базовые области 5 и 6 монокристаллического кремния n-типа; затем изготавливают линейку 1 встречно включенных p-n-переходов в базовых областях 5 и 6; формируют общую шину 3 путем напыления алюминия вдоль внешнего края базовой области 6, затем газофазным осаждением n+-поликристаллического кремния или диффузией фосфора создают делительный слой 2 вдоль внешнего края другой базовой области 5. Поверх делительного слоя 2 наносят магнетронным распылением резистивный слой 4, перекрывающий поверхность делительного слоя 2 с его наружной стороны. Затем измеряют выходное напряжение мультискана в зависимости от положения центра светового пера при сканировании последним вдоль фотоприемной площади. Из измеренной зависимости находят зависимость величины ошибки координирования от положения центра светового пера, затем корректируют сопротивление делительного слоя 2 путем изменения ширины резистивного слоя 4 с наружной стороны вдоль делителя в соответствии с зависимостью
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)]
с помощью азотного лазера.
m(x) M[1+Rm/Rd•(f(x)-fmax)]
с помощью азотного лазера.
Пример. С целью подтверждения возможности линеаризации координатной характеристики и создания мультискана с систематической погрешностью менее 0,1% был изготовлен мультискан с дополнительным резистивным слоем. Для этого использовали кремниевые пластины n-типа с сопротивлением 7,5 Ом•см, на которых разделение двух базовых областей выполнено технологией КСДИ (кремний с диэлектрической изоляцией) [3] В базовых областях вблизи линии их раздела и симметрично относительно нее сформированы дискретные точечные p+-области путем газофазного осаждения поликристаллического кремния. Пары p-n-переходов соединялись p+-перемычками для образования встречного включения. Расстояния между центрами перемычек составляло 30 мкм. Общее количество пар встречно включенных диодов составило величину 640. Общая шина была выполнена напылением алюминия. Делительный слой создан газофазным осаждением поликристаллического кремния n+-типа с сопротивлением 10 Ом/□. Длина поликремниевого делителя составляла 2•104 мкм, а ширина 100 мкм, что дало полное сопротивление делителя 2 кОм. Поверх делительного слоя магнетронным распылением наносился дополнительный резистивный слой РС3710 толщиной 300 A, шириной 300 мкм. Данный слой имел сопротивление 1000 Ом/□, что составило 67 кОм для всего слоя. В данном случае величина K составила 33,5 при величине перекрытия 200 мкм. Определялась зависимость ошибок координирования светового пера f(x) с помощью ДВК-2, шагового двигателя и цифрового вольтметра В7-34. После чего с помощью программных средств на ДВК-2 производился пересчет снятой зависимости ошибок f(x) в форму внешнего края дополнительного резистивного слоя в соответствии с формулой (1). Ширину дополнительного резистивного слоя изменяли путем его подрезки азотным лазером, работающим в импульсном режиме. Длительность импульса составляла величину 10-8 с при мощности 0,8 кВт. Луч лазера фокусировали в пятно 5 мкм. При подрезке поступательное движение мультискана вдоль оси X и отклонение по оси Y в соответствии с функцией m(x) осуществлялось с помощью двухкоординатного столика с управлением от ДВК-2. Минимальная величина изменения ширины дополнительного резистивного слоя Δm, которая соответствует минимально возможному перемещению двухкоординатного столика по оси Y, составляла 1 мкм. Максимальная погрешность измерения координаты светового пера по всей длине фотоприемника без коррекции дополнительного резистивного слоя составляла величину 210 мкм, после коррекции 16 мкм. Таким образом, ошибка координирования снижена с 1,05 до 8•10-2
Выводы. Таким образом, показано, что коррекция дополнительного резистивного слоя позволяет производить линеаризацию координатной характеристики мультискана вплоть до величины 5•10-2 что соответствует максимальной абсолютной ошибке порядка 10 мкм и менее на длине 2 см. Такая величина нелинейности вместе с координатной чувствительностью 0,1 мкм позволяет создать принципиально новый по точности класс прецизионных координаточувствительных приемников.
Выводы. Таким образом, показано, что коррекция дополнительного резистивного слоя позволяет производить линеаризацию координатной характеристики мультискана вплоть до величины 5•10-2 что соответствует максимальной абсолютной ошибке порядка 10 мкм и менее на длине 2 см. Такая величина нелинейности вместе с координатной чувствительностью 0,1 мкм позволяет создать принципиально новый по точности класс прецизионных координаточувствительных приемников.
Литература
1. Витглеб Г. Датчики. М. Мир, 1989. 195с.
1. Витглеб Г. Датчики. М. Мир, 1989. 195с.
2. Берковская К. Ф. Кириллова Н. В. Подласкин Б. Г. Столовицкий В. М. Токранова Н. А. Позиционночувствительный фотоприемник мультискан с высоким координатным разрешением. В сб. "Научно-технические достижения". М. ВИМИ, 1992, в. 2, с. 22 25.
3. Брюхно Н. А. Жарковский Е. М. Концевой Ю. А. Сахаров Ю. Г. Кремниевые структуры с диэлектрической изоляцией для изделий микроэлектроники. Обзоры по электронной технике. Серия 3, в. 4(1304), 1987, 40 с.
Claims (1)
- Способ изготовления мультискана, заключающийся в формировании на подложке изолированных друг от друга и от подложки двух базовых областей, изготовлении линейки встречно включенных p n-переходов в упомянутых базовых областях, формировании общей шины вдоль внешнего края одной базовой области и нанесении делительного слоя на внешний край другой базовой области, отличающийся тем, что на поверхность делительного слоя дополнительно наносят резистивный слой, выступающий за пределы делительного слоя с его внешней по отношению к p n-переходам стороны на величину не менее
ΔMmin, где ΔMmin= Δm•f
и обладающий сопротивлением, превышающим сопротивление делительного слоя не менее чем в К раз
K = Δm/M•fmin,
где М ширина дополнительного резистивного слоя, мкм;
Δm - минимальная заданная величина изменения ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
f
fm i n заданная ошибка координирования,
затем определяют зависимость величины ошибки координирования от положения центра светового пятна f(x), путем измерения величины выходного напряжения в зависимости от положения центра светового пятна находят максимальное значение ошибки координирования fm a x, затем корректируют сопротивление делительного слоя путем изменения ширины дополнительного резистивного слоя с его наружной стороны по отношению к p - n-переходам в соответствии с зависимостью
m(x) M[1 + Rm/Rd • (f(x) - fm a x)]
где m(x) скорректированное распределение ширины дополнительного резистивного слоя, мкм;
Rm сопротивление дополнительного резистивного слоя, Ом;
Rd сопротивление делительного слоя, Ом;
D ширина делительного слоя, мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94026939/25A RU2091909C1 (ru) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Способ изготовления мультискана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94026939/25A RU2091909C1 (ru) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Способ изготовления мультискана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94026939A RU94026939A (ru) | 1996-09-27 |
RU2091909C1 true RU2091909C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=20158600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94026939/25A RU2091909C1 (ru) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Способ изготовления мультискана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091909C1 (ru) |
-
1994
- 1994-07-08 RU RU94026939/25A patent/RU2091909C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Витглеб Г. Датчики. - М.: Мир, 1989, с. 195. 2. Берковская К.Ф. и др. Позиционно-чувствительный фотоприемник мультискан с высоким координатным разрешением. Сб. "Научно-технические достижения". - М.: ВИМИ, 1992, в. 2, с. 22 - 25. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94026939A (ru) | 1996-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4560583A (en) | Resistor design system | |
US7714596B2 (en) | System and methods of measuring semiconductor sheet resistivity and junction leakage current | |
EP0380661A1 (en) | Semiconducteur thin-film pressure sensor and method of producing the same | |
RU2091909C1 (ru) | Способ изготовления мультискана | |
JP2018195637A (ja) | チップ抵抗器の製造方法 | |
US7205880B2 (en) | Trimmer impedance component, semiconductor device and trimming method | |
JP2852940B2 (ja) | アナログ・デジタル変換器 | |
JPH0565001B2 (ru) | ||
JPS5917288A (ja) | 入射位置検出用半導体装置 | |
CN113267118A (zh) | 一种半导体导电薄膜厚度在线测试结构及其测试方法 | |
US6291873B1 (en) | Semiconductor device having a resistive element connected to a transistor and substrate | |
CN105537759B (zh) | 薄膜晶片调阻的光刻逐列定位控制方法 | |
JP2630025B2 (ja) | レーザトリミング方法及び装置 | |
US6310482B1 (en) | Capacitance gauge tracking apparatus used for exposure system for manufacturing semiconductor device, method for the tracking surface of semiconductor device using the same, leveling apparatus including tracking apparatus, and leveling method | |
JPS62139339A (ja) | 測温ウエハ | |
JP2000216013A (ja) | 高圧用抵抗器及びその抵抗値調整方法 | |
JPH03285115A (ja) | 光電式リニアエンコーダ | |
JP2009252976A (ja) | 半導体ウェーハ抵抗率測定装置 | |
JPH0573274B2 (ru) | ||
CN113496911A (zh) | 用于半导体机台的校温方法 | |
JP2940079B2 (ja) | 膜抵抗体のトリミング方法 | |
JPS63310160A (ja) | レ−ザ−トリミング方法 | |
KR20000014675A (ko) | 반도체장치 금속선의 면저항 측정용 시험 패턴 | |
JP2001320027A (ja) | 抵抗体及びその製造方法 | |
JPH097887A (ja) | コンデンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060623 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070709 |