ТЕХНОЛОГІЯ БІПОЛЯРНИХ СХЕМ.

У планарной технології існують різні методи отримання ІМС. Вони розрізняються способами ізоляції елементів один від одного і формування транзисторних структур. Розглянемо планарно-епітаксійних технологію, що одержала широке поширення в промисловості. Послідовність її операцій приведена на рис. 1.2.

Структурно-технологічна схема виготовлення нла- Нарнії-епітаксійних ІМС

Мал. 1.2. Структурно-технологічна схема виготовлення нла- Нарнії-епітаксійних ІМС

Вихідним матеріалом при виготовленні біполярних ІМС служать пластини кремнію діаметром 60-150 мм, товщиною 0,2-0,4 мм з питомим опором 1-10 Ом-см. Пластини при запуску у виробництво об'єднуються в партії (операція 1) по 10-50 шт. і в подальшому обробляються на одному і тому ж обладнанні одночасно або по черзі. Властивості пластин, що включаються в партію, не повинні істотно відрізнятися один від одного.

Очищення (операція 2) проводиться з метою підготовки пластин кремнію до наступних операцій. З поверхні віддаляються механічні забруднення, хімічно не пов'язані з поверхнею, забруднення, отримані в результаті побічних реакцій, а також шар з порушеною кристалічною структурою, що виникає при механічній обробці пластини. Якість очищення строго контролюється.

Після очищення проводять перше оксидування (операція

3). Воно необхідне для того, щоб створити маскує шар діоксиду кремнію товщиною близько 1 мкм. Шар отримують шляхом оксидування пластин в атмосфері сухого або вологого кисню при температурі 1150 ° С. Температура повинна підтримуватися з похибкою не гірше ± 1 ° С.

Наступним етапом є фотолітографія (операція

4). Вона призначена для створення вікон в маскирующем шарі діоксиду кремнію. Основною вимогою до якості технологічного процесу є висока точність розмірів одержуваних вікон, відстаней між ними і рівність країв ліній, що утворюють малюнок схеми (топологію). Лінійні розміри елементів і відстань між ними в ІМС можуть становити частки мікрометра.

Дифузія (операція 5) повинна забезпечити отримання добре провідного шару п * під колектором з питомим опором 8-10 Ом м. Він створюється шляхом дифузії миш'яку або сурми на глибину 1-2 мкм. Дифузія проводиться в дві стадії: «загонками» при температурі 800-900 ° С і «разгонка» з оксидуванням при температурі 1000-1100 ° С. Похибка стабілізації температури в робочому обсязі не повинна перевищувати ± 0,5 ° С, а склад газу, що пропускається через реактор, повинен бути постійним.

Після дифузії проводиться зняття оксиду (операція 6) і поверхня готується шляхом очищення (операція 7) до епітаксійних нарощування (операція 8). Епітаксиальні шар з « + -провідність має товщину 8-12 мкм і питомий опір 0,1-10 Ом-см. Якість шару визначається електрофізичними властивостями, а також кількістю дефектів і дислокацій, який мав би перевищувати 10 4 см 2 .

Шар діоксиду кремнію товщиною 0,5-1 мкм (операція 9) створюється для маскування поверхні з тим, щоб за допомогою другої літографії (операція 10) сформувати вікна під розділову дифузію. У планарно-епітаксіальної технології електричне поділ елементів мікросхеми проводиться із залученням обратносмещенного р-н-переходів.

Вимоги до якості виконання операцій фотолитографии, починаючи з цієї стадії виготовлення, доповнюється такими умовами точного суміщення нового малюнка з попереднім.

Двостадійна дифузія бору (операція 11) виконується для формування розділяють областей ср-проводімостио. Вона проводиться при температурі 1100 ° С ( «загонками») і 1200 ° С ( «разгонка») з оксидуванням в атмосфері сухого кисню.

Формування бази транзисторів здійснюється послідовно проведеними операціями: очищення поверхні (операція 12), оксидування (операція 13), третя фотолітографія (операція 14), дифузія бору (операція 15). В результаті виконання цих операцій на глибині 2,5-3 мкм створюються області з питомим опором 50-300 Ом м.

Вимоги до якості виконання операцій і режимам обробки аналогічні описаним вище.

При формуванні емітера виробляються наступні операції: очищення поверхні (операція 16), оксидування (операція 17), четверта фотолітографія (операція 18), дифузія фосфору (операція 19), Результатом цих операцій є області п + -проводімостио на глибині 0,8-2 мкм з питомим опором 5-20 Ом м

Після очищення (операція 20) на поверхню пластини наноситься шар металу, найчастіше алюмінію (операція 21) товщиною 0,2-0,4 мкм, на якому за допомогою п'ятої фотолитографии (операція 22) створюються контактні площадки і провідники, що з'єднують між собою елементи ІМС. Розведення в схемах з великим ступенем інтеграції проводиться в кілька шарів, при цьому шари металу поділяються шарами діелектрика, а необхідну топологію отримують методами фотол ітографі і.

Останньою операцією обробної фази є контроль готових структур на пластині (операція 23). Після контролю пластина передається в складальну фазу виробництва.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >