Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Контроль голщииы окисла (Ь = 0.25 мкм) Контроль качества алюмиииевой гшспки Наиесеиие фоторезиста и ИК-сушка Восьмое совмещеиие и зкспоиироваиие Проявлеиио г)готорсзиста и ИК-сушка Плазмохимическое травлеиие (зачистка) Травление алюминия (коптрольиый образок) Травление алюминия в партии пластин Сиятие фоторсзисга (только раствор МОНО) 88 Часть !!. 84икроэлектроника Таблица 5.5 (ггродол жение> б, Технология производства интегральных схем 353 Таблица 5.5 (окончание) УГя Операция и параметры п)п 146 Осаждение фосфоросиликатного стекла 147 Контроль пленки 148 Нанессние фоторезиста и ИК-сушка 149 Девятое совмещение и экспонирование 150 Травление фоторсзиста и ИК-сушка 151 Контроль копни 152 Плазмохимическое травление(!ачистка] 153 "3алубэивапис" фоторсзиста 154 Гравление фосфорносиликатпого стекла(контрольная пластина) ! равлеиил фосфорьюсил ика пю~ о с ~ екла ао всей партии пластин 155 156 100%-й коюроль травления 157 Снятие фоторезнста (только раствор МОНО) 158 100%-П контроль травления 159 Вжиганпе алюминиевых контактов 160 Контроль порогового напряжения и напряжения пробоя основных и паряэитных транзисторов и- и р-типа 161 ! 00% контроль фуикапонироаанпя 162 Контроль внешнего вида 163 Контроль О'1'К Технологических маршрутов производства кремниевых интегральных схем достаточно многа и останавливаться на каждом нет возможности.
Особый интерес вызывают интегральные схемы на основе арсенида галлая. Именно с ними связывают высокое быстродействие и радиационную стойкость. Существуют проекты различных технологических процессов; ионно-имплантированных полевых транзисторов с барьером Шоттки: ь) полевых транзисторов с управляющим р — п-переходом; гетероструктурных транзисторов с высокой подвижностью электронов; гетепереходных биполярных транзисторов и т.
п. «1а рис. 5.31 приведены основные этапы изготовления полевого транзистора с барьером Шоттки на основе ионной имплантации. В одном технологическом процессе показано производство транзисторных и диодных структур. «"а первом этапе производится осаждение изолятора 5«э)4, и маскируются пластины фоторезистивной маски (рис. 5.31, а). !осле формирования затвора осуществляют процесс новой имплантации п -примеси с целью формирования высоколегированных областей истока и стока (рис.
5.31, 6). '-' зя зэо! Часть П. Микроалектрони~ 354 а) б) в) г) е) Рис. 5.31. Основные этапы изготовления ПТШ на основе ионной имплантации „ьного На следующем этапе технологического процесса происходит осаждение дополннтельи слоя защитного изолятора грис. 5.31, в). ,фин Металлизация оми ~ескнх контактов производится после очередной фотолитогра (рис. 5.31, г). Затем происходит вжигание омических контактов. 5 1ехнологил производства интегральных схем )3а следующем этапе происхолит металлизация барьера Шоттки и остальных соединений. гтдновременно производится прелварительное тесттгровагтие (рис.
5.31, д). 3 пес наносится второй слой изолятора, после чего посредством фотолитографии вскры- аются окна, и проводится металлнзацня второго уровня арсеннд-галлиевых интеграль„ых микросхем грие. 5.31, е). Зля отжита радиационных нарушений, возникаюших при ионной имплантации, приме„ягот длительный или импульсный нагрев. к)стаял второго уровня обычно наносится распылением в вакууме, а рисунок на нем методом ионного травления, 5.8. Особенности производства интегральных схем );врактсрной особенностью производства интегральных схем является повторяемость некоторых технологических операций: операции литографии, окисления, очистки, легирования. Поэтому подложки несколько раз прохолят одни и те же технологические участки, С повышением степени интеграции возрастает плотность упаковки элементов, а такгке лтюшадь, занимаемая на кристалле отдельной интегральной схемой.
Поражение дефектом хотя бы одного элемента интегральной схемы приводит к выходу их строя всей интегральной схемы. Среди предпринимаемых мер лля увели юния выхода годных одно из первых мест занимают чистые среды па участках производства. Главным источником загрязнения атмосферы, в которой производятся интегральные схемы, является человек. С поверхности его тела ежеминутно выделяется порядок 1О различных частиц: ороговевшие частицы, капельки пота, бактерии и т.
д. Обычно на поверхности пластин обнаруживают кремниевую пыль, обычную атмосферную пыль, частицы абразива, волокна, бактерии. В период цветения обнаруживается пыльца растений. Па рис. 5.32 приведены относительные разницы частиц, обнаруживаемых в чистой комнате и линия топологии интегральной схемы. Рис. В.З2. Сравнительные размеры загрязипкггцих частиц, топопогических линии в производстве интегральных схем и чуда микротехникив подкованной блохи Размер цгпппки гвоздика-ухиапика составляет б мкм Часть П.
Микроэлектронн~ Збб В связи с этим производства интегральных схем развивалось как ну~ем создания прон водственных участков в чистых комнатах, так и по пути полной автоматизации, без уча стия человека непосредственно на участках производства. Это исключает субъективны ошибки при проведении прецизионных технологических операций. С появлением суб. микронных интегральных схем появилось так называемое кластерное производство. Полупроводниковое производство интегральных схем отличает принцип групповой тех. нологии. Это означает, что одновременно обрабатывается не только множество инте.
гральных схем, расположенных на одной гшастине, но и множество пластин. Это позво. пило резко поднять процесс выхода годных, и снизить стоимость одной интегральной схемы, существенно улучшить экономические и энергетические параметры инте~ ральных схем. Задачи и упражнения (Яь':Ц Расчет профилей распределения примесей при высокотемпературной диффузии Определить режимы окисления, вагонки и разгонки примесей (бор или фосфор) при изго.
товлении биполярного транзистора со структурой п' — р — и на кремнии, для которой заданы следующие параметры: ьЗ глубина залегания эмизтерного и:р-перехода (Н,); С) глубина залегания колле«торно1о р — и-перехода (4); (1 повеРхностнаЯ концентРациЯ при эмиттеРной диффУзии (дГв ); ш поверхностная концентрация при коллекторной диффузии (дгв ); С) концентрация примеси в исходном кремнии (,Л'„„); толщина окисла для маскирования (Ы„„). Решение Биполярные транзисторы являются наиболее распространенным типом полупроводниковых приборов. Он является основным элементом одного нз типов полупроволниковых интегральных схем.
На технологии изготовления его элементов базируется изготовлени~ остальных составляющих этих интегральных схем — диодов, резисторов и конденсато Ров. При этом за основу вьюран именно п — р — п-транзистор. Во всех перечисленных случаях независимо от топологии маршрут изготовления п — -Р—" тРанзистора одинаков: сначала создается область базы и при этом формируется колле"" торный р — п-переход, который является р — и-переходом между базой и коллектором а затем — область эмгптера и при этом формируется эмиттерный р- — п-переход, который является р — и-переходом между эми пером и базой.
Области базы и эмитгера, а соответственно, и коллекторный и эмиттерный р — и-пере ходы могут создаваться методами диффузии или ионной имплантации, диффуз«ен со лаются более глубокие, а ионной имплантацией — — более мелкие р — и-перехолы. Поз~~му имплантацнонные транзисторы имеют более тонкую базу, что обеспечивает возможное " нх работы прн больших частотах по сравнению с диффузионными аналогамн. Формирование базовой и эмиттерной областей осуществляется за счет локальной лиффу зии, нли нонной имплантации, при которых маской, формирующей плошадь легнрова ан- атных ооластей, является окнсная пленка, выращенная предварительным окислением в а 357 5 ) ехнология производства интегральных схем мо осфере кислорода — сначала сухого.
потом влажного, а затем опять сухого. Для сухого „ислорода толщина окисной пленки т~м зависит от времени и температуры следующим образом: уззз вз зз",,„=21,2т е (5 1 1) ))ля влажно~о кислорода эта зависимость определяется как: кзззв) т)„"„= 7,26т е (5 12) )3 выражениях )5.1.1) и 15.1.2) единицы измерения параметров следующие: з1„„— мьм, 1 — — минутьз, постоянная Больцмана )г — — эВзК, температура Т вЂ” К.
цри ионной имплантации может оказаться, что окисной маски недостаточно для защиты поверхности от проникающих энергетичных ионов, и тогда поверх нее наносится еще одна пленка. — пленка ачюминия толщиной — 1 е 2 мкм. Идеальные профили распределения примесных атомов в транзисторной структуре представлены на рис, 5.33, а реальные диффузионные профили — на рис. 5.34. Рис. В.зз. Идеальные проФили распределения дснорных )нз) и акцептсрных 1)т',) примесных атомов а и' — р — и-биполярном транзисторе Затягивания" реальных профилей на рис.
534 относительно идеальных профилей обусловлены особенностями процесса диффузии, которые описываются законами Фика: дЛз Ь3 1-й закон Фнка; У ---0— ох дг зз 2-й закон Фика: — = 0 —,, д) дхз где т — плотность потока примесных атомов, см с; В--- коэффициент лиффузии, см' м зс; М вЂ” концентрации диффундирующих атомов, см; х- — координата вглубь кри- -з сталла ещение 2-го уравнения Фика позволяет получить профиль концентрации примесных а'з'омов. Часть 1!.
Микроалектроник Рис. а.34, Реальные профили Распределения дояорных(лй я акцептсрных (ГЧ,) атомов в диффузионном биполярном транзисторе рещение может быть выполнено для лаух случаев: ! При неограниченном источнике примеси, когда поверхностная концентрация примесных атомов постоянна, т, е. У„= сопя! (такой случай реализуется в процессе, который называется загонкой). 2. При ограниченном источнике примеси, когда М, зависит от времени, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
