Петров К.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты (2003) (1152094), страница 67
Текст из файла (страница 67)
6.44, а). 3. Удаляют слой 560„производят очистку пластин и эпитаксиальное наращивание н-слоя толщиной около 10 мкм с удельным сопротивлением 0,1-1,0 Ом см, Глава 6. Структуры и технология интегральных микросхем повторным:окислением создают слой ЯО, и второй фотолитографией формируют окна, через которые вводят примесь бора, в результате чего образуются островки и-типа (рис. 6.44, б). 4. После третьего окисления и третьей фотолитографии вводят примесь бора на глубину около 3 мкм, в результате создается базовый р-слой с р = 150 — 300 Ом (рис. 6.44, в). 5. После четвертой фотолитографии проводят диффузию фосфора на глубину около 2 мкм, в результате получаются высоколегированные л'-области с рз = 5 — 20 Ом (рис. 6.44, г).
6. Проводят пятую фотолитографию, в результате которой образуются окна в пленке ЯО, под контакты ко всем областям транзистора. 7. На всю поверхность пластины наносят алюминиевую пленку толщиной около 1 мкм, при этом в окнах, вскрытых в защитном оксида, алюминий образует невыпрямляющие электрические контакты с кремнием. 8.
Проводят шестую фотолитографию по алюмини1о для формирования пленочных соединений и внешних контактных площадок. В итоге получается структура, показанная ранее на рис. 6.8. 9. Вся поверхность пластины покрывается слоем ЯО,. Проводят седьмую фото- литографию по пленке ЯО, для вскрытия окон к внешним контактным пло- щадкам микросхемы. 10. После зондового контроля пластину разрезают на кристаллы. Рис.
6.44 6.6. Технология изготовления ИМС Всего при изготовлении И1мС по эпитаксиально-планарной технологии насчитывается более ста операций. ЕР!С-технология Рассмотренному ранее варианту эпитаксиально-планарной технологии присущи два существенных недостатка — плохая изоляция элементов от подложки и большая плошадь изолируюшего р-п-перехода. Диэлектрическая изоляция элементов, получаемая в результате ЕР1С-технологии, устраняет эти недостатки. Сокрашенное название этого процесса происходит от английского выражения Ер!тах!а! Раза!татег! !псейгатед С!гоп!тз.
Рассмотрим один из вариантов ЕР!С-процесса: 1. В исходную пластину кремния и-типа проводят диффузию сурьмы или мышьяка на глубину 1 — 2 мкм для формирования скрытого и'-слоя, затем создают слой 5!Оэ после чего методом фотолитографии создают окна для травления кремния. В результате получается структура, показанная на рнс. 6А5, а. Рис. 6.46 2. Травлением получают Ч-образные канавки глубиной около 10 мкм и шири- ной около 50 мкм. 3. На всю поверхность пластины наносят слой 550э В результате получается структура, показанная на рис. 6А5, б. 358 Глава 6.
Ст ры и технология интегральных мик осхем 4. На верхней стороне кремниевой пластины поверх ЯО, наращивают слой высокоомного поликристаллического кремния толщиной около 200 мкм. 5. С нижней стороны кремниевой пластины путем шлифовки удаляют слой монокристаллического кремния л-типа до дна вытравленных ранее канавок.
Затем в образовавшихся карманах л-типа формируют биполярные транзисторы. В результате получается структура, показанная на рис. 6.45, в. Основная сложность ЕР! С-процесса заключается в необходимости прецизионной механической обработки. Изопланарная технология Изолланарная технология обеспечивает повышение плотности размещения элементов микросхемы. При изготовлении транзисторов по этой технологии выполняют следующие операции: 1. На подложке р -типа формируют скрытый л'-слой. 2. Наращивают эпитаксиальный слой и-типа толщиной 1-3 мкм. 3.
Наносят слой ингрида кремния. В результате получается структура, показанная на рис. 6.46, а. Нитрид кремния Я,Х, имеет более высокую плотность и термостойкость по сравнению с Б! Ов поэтому он обладает лучшими маскирующими и защитными свойствами. Это обстоятельство препятствует превращению кремния в ЯО, в местах, где Я,Х, служит в качестве защитного слоя при проведении высокотемпературных операций окисления. 4. Путем фотолитографии в пленке%,Х4 создают окна, через которые проводят травление эпитаксиального слоя на глубину 0,5 мкм. 5. Ионным легированием бора создают противоканальные области р'-тнпа, исключающие возникновение паразитных каналов, соединяющих и-области соседних транзисторных структур. 6.
Через отверстия в пленке 81зХ, проводят селективное окисление вытравленных канавок, в результате чего образуются карманы л-л'-типа, изолированные с боковых сторон толстым слоем ЯОэ а снизу — р-л-переходом (рис, 6.46, б). 7. Удаляют пленку, создают вместо нее пленку 810, и через окна в этой пленке вводят примесь бора, в результате формируется базовый слой р-типа. 8. Формируют эмиттерную и контактную области и'-типа. 9. Создают эмиттерный, базовый и коллекторный электроды, в результате получается структура, показанная на рис.
6.46, в. Изопланарная технология позволяет существенно уменьшить площадь транзистора (э" = 800 мкм') и соответственно уменьшить емкости переходов коллектор— база и коллектор-подложка, благодаря чему граничная частота таких структур достигает 7-8 ГГц. Достоинством изопланарной технологии является также то, что ширина разделительных областей составляет около 7 мкм. Путем жидкостного анизотропного травления и создания Ч-образных канавок ее можно уменьшить до 5 мкм.
Дальнейшее уменьшение ширины изолирующих областей до 3 мкм достигается при создании посредством сухого анизотропного травления П-образных канавок. 359 б.б. Технология изготовлвния ИМС Бйм| Зймх ЗЮ2 Э Б К 810з Рис. 6.4В Технология изготовления МДП-транзисторов Технология изготовления МДП-транзисторов во многом схожа с технологией биполярных ИМС и отличается меньшим количеством технологических операций. Наиболее ответственным этапом изготовления МДП-ИМС является создание диэлектрического слоя ЯО, под затвором. Этот слой имеет довольно большой положительный объемный заряд, который необходимо стабилизировать в процессе изготовления и учитывать при проектировании.
Существует много разновидностейтехнологического процесса изготовления МДП- транзисторов. Наиболее прогрессивной является изопланарная технология формирования МДП-транзисторов с поликремниевым затвором. 1, На подложке р-типа формируют маску из ингрида кремния и ионным внедрением бора создают противоканальные области р'-типа (рис. 6.47, а). 2. Окислением через маску создают разделительные слои 51О, (рис, 6.47, б), 3, Удаляют слой 51зН, и создают тонкий подзатворный слой %0, толщиной 0,1 мкм (рис. 6.
47, в). 4. Наносят слой поликремния толщиной 0,5 мкм и с помощью фотолитографии формируют рисунок затвора и поликремниевых проводников. 5. Ионным легированием мышьяка формируют и'-области истока и стока (рис. 6.47, г). З6О Глава 6. Ст ктуры и технология интегральных микросхем а!за ЗОг ЗОа а!сь Рис. 6.47 6. Химическим паровым осаждением наносят на всю поверхность слой 810ь 7.
С помощью фотолитографии в слое 810, создают контактные окна. 8. Вакуумным испарением наносят сплошную алюминиевую пленку. 9. С помощью последней фотолитографии получают необходимый рисунок ме- таллической разводки. В результате всех зтих операций получают структуру, показанную на рис. 6.47, д. Топология структуры была показана ранее на рис. 6.29.
Контрольные вопросы 1, По каким признакам классифицируют интегральные схемы7 2. Чем определяется сопротивление пленочного резистора? 3. От чего зависит плошадь, занимаемая пленочным конденсатором на подложке гибридной интегральной схемы7 Конт ольные воп осы зе~ 4. Чем отличаются биполярные транзисторы интегральных схем от дискретных транзисторов7 5. Каким образом реализуются диоды в полупроводниковых интегральных схемах7 6. Каким образом реализуются резисторы в полупроводниковых интегральных схемах7 7. Каким образом реализуются конденсаторы в полупроводниковых интегральных схемах7 8. Каковы особенности МДП-транзисторов интегральных схем7 9.
Какими методами создаются тонкие пленки интегральных схем? 10. Как осуществляется легирование примесей в полупроводник? 11. В чем состоит сущность литографии7 12. Какие существуют разновидности технологии изготовления полупроводниковых интегральных схем7 Глава 7 Аналоговые интегральные микросхемы Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для преобразования электрических сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
