Основные технологические операции изготовления интегральных схем.
1.Подготовительные операции. 1.1 Выращивание слитка монокристалла из расплава: в расплав полупроводника опускается затравка, она медленно вращается и поднимается. Полученный кристалл сохраняет кристаллическую структуру затравки. 1.2 Полученные кристаллы разрезаются на тонкие платины, h=0,4-0,5мм, площадь сечения которых идёт по осям 111 или 110. Разрезание осуществляется тонкими стальными дисками, армированными алмазами. 1.3 Шлифование полученных пластин, при котором толщина достигает 150-200мкм. 1.4Полировка, при которой удаляются все неровности, и достигается отклонение параллельности плоскостей на 1мкм. 1.5Удаление загрязнений с поверхности в растворителях и промывка. 2. Эпитаксия - процесс наращивания монокристаллических слоёв на полупроводниковую подложку, при котором кристаллографическая структура наращиваемого слоя совпадает с кристаллографической структурой подложки. Эти эпитаксиальные слои используются для получения рабочих слоёв однородного проводника. Подложка, на которую они наносятся, служит - «каркасом”. Эпитаксия позволяет выращивать слои любого типа электропроводности с любым типом удельного сопротивления на подложку любого типа электропроводности и любого удельного сопротивления.rэ¹rп или rэ=rп. Эпитаксия осуществляется в результате химической реакции при T=12000 SiCl4+2H2=Si+4HCl – один из примеров газовой эпитаксии. Толщина эпитаксиального слоя равна 1-10мкм. 3.Термическое окисление: В результате получается плёнка двуокиси кремния SiO2, которая выполняет функции:1)защита поверхности (пассивация). 2)в качестве маски, через окна которой вводятся примеси. 3)функция диэлектрического затвора МДП-транзистора. 4. Легирование - операция введения необходимых примесей в монокристалл (исходную пластину или эпитаксиальный слой). 2 вида легирования: диффузионное; ионное. 4.1. Диффузионное легирование: осуществляется путём диффузии примесей при высокой температуре. Диффузионное легирование бывает общим (по всей поверхности) и локальным его можно производить, если в пластину n типа вводим акцепторы, а во время второй диффузии доноры, следовательно, получаем n-p-n структуру. Диффузионные слои размыты. Распределение концентрации в зависимости от глубины: При неоднократной диффузии растворимость должна быть больше растворимости акцепторной примеси, иначе электропроводность не изменится. Растворимость примесей – ограниченная величина. 4.2. Ионное легирование (имплантация). Осуществляется путём бомбардировки ионами примесей полупроводника, глубина проникновения зависит от энергии ионов и обычно составляет 0,1-0,5мкм. Ионное легирование позволяет с большой точностью дозировать примеси, имеет широкий ассортимент примесей в отличие от диффузионного легирования. Большое преимущество-эту операцию можно производить при низких температурах, вплоть до комнатной, т.е. сохраняется структура исходного полупроводника и эту операцию можно производить на любом этапе технологического процесса. НЕДОСТАТОК: необходимо проводить обжиг для снятия радиационных эффектов пластины.
|
