Wytrzymalosc dialektryczna

Wytrzymałość dielektryczna rozumiana jest tu jako natężenie pola elektrycznego Ep, którego przekroczenie powoduje utratę izolujących właściwości warstw dielektrycznych, wywołaną zjawiskiem przebicia elektrycznego. Wartość Ep jest istotnym parametrem warstw dielektrycznych stosowanych w przyrządach półprzewodnikowych, ponieważ w czasie pracy przyrządu w warstwach tych występują często pola elektryczne o dużym natężeniu, osiągające np. pod bramką tranzystora MIS wartości kilkuset MV/m. Wytrzymałość dielektryczna danej warstwy dielektrycznej zależy przede wszystkim od materiału i struktury warstwy oraz od rodzaju i koncentracji obecnych w niej domieszek i defektów. W przypadku warstw termicznego SiO2 badania eksperymentalne wykazały, że można wyróżnić trzy zakresy zjawiska przebicia . W zakresie natężeń pola mniejszych niż 100 MV/m obserwuje się niekiedy przebicia warstwy w miejscach, w których występują takie defekty, jak pory i kanaliki . W zakresie natężeń pola 100 … 450 MV/m mogą występować: przebicia warstwy związane z obecnością obszarów krystalicznych w amorficznej strukturze SiO2 . zakresie natężeń pola większych od 550 MV/m występują przebicia charakterystyczne dla amorficznej i pozbawionej zauważalnych defektów i wtrąceń struktury SiO2. Tego typu przebicia nazywane będą dalej przebiciami właściwymi.

Przeczytaj także: Chemiczne osadzanie fazy lotnej
W procesach osadzania chemicznego w wyniku reakcji chemicznej wytwarza się materiał warstwy w postaci stałej, pozostałe reagenty znajdują się w fazie lotnej. Energia potrzebna do przebiegu reakcji może być energią cieplną lub też można wykorzystać energią wyładowania jarzeniowego w reagującym gazie . W praktyce stosuje się procesy osadzania na podłożu gorącym. Są one zazwyczaj przeprowadzane przy ciśnieniu atmosferycznym w przepływie gazu. Podłoże, umieszczone zazwyczaj w kwarcowej komorze reakcyjnej, może być grzane indukcyjnie, promiennikami podczerwieni lub oporowo. W przypadku ciekłego źródła związku pary tego związku są przenoszone z termostatowanego saturatora do komory reakcyjnej za pomocą gazu nośnego. Przepływy gazów są regulowane precyzyjnymi zaworami regulacyjnymi, a ich natężenia są kontrolowane za pomocą przepływomierzy. Grubość warstw osadzanych chemicznie jest w przybliżeniu liniową funkcją czasu trwania procesu i zależy od szybkości reakcji chemicznych. Właściwości warstw dielektrycznych otrzymywanych tymi metodami w znacznym stopniu zależą od czystości stosowanych gazów i związków chemicznych oraz od odpowiedniego przygotowania kasety oraz podłoża przed procesem osadzania. Właściwości te oraz jednorodność grubości są ponadto zależne od geometrii komory reakcyjnej, równomierności temperatury podłoża, sposobu mieszania gazów, składu i szybkości przepływu reagującej mieszaniny. Celem zwiększenia jednorodności grubości wytwarzanych warstw dielektrycznych w czasie procesu osadzania stosuje się często ruch podłoża względem wylotu gazów reakcyjnych.