упрощает процесс.
Изопланарная технология совмещает
преимущества планарной и меза-технологии, она
позволяет избежать неоднородности
электрического поля на периферии планарного p-
n перехода, снизить паразитные емкости между
активными областями структуры, повысить
качество изоляции и степень интеграции ИМС.
Процессы «Изопланар I» и «Изопланар II»
иллюстрируют рис 21 и рис 22 соответственно.
6.5 Изготовление толстооксидных p-МОП-ИМС и n-МОП-ИМС
Рассмотрим наиболее простые типовые процессы изготовления ИМС с
металлическими затворами и толстой пленкой оксида между металлизацией и
пластиной кремния. Это уменьшает паразитные емкости, а также дает некоторые
другие преимущества перед ранее применяемой тонкооксидной технологией.
-----------------------
1
2
3
4
5
6
Рис 1. Схема выращивания монокристалла (метод Чорхальского).
1 – затравка;
2 – обмотка электропечи;
3 – инертный газ;
4 – вытягиваемый монокристалл;
5 – тигель;
6 – расплав полупроводника;
1
4
3
2
5
Рис 2. Схема зонной плавки.
1 – расплав;
2 – держатель;
3 – поликристалл;
4 – нагреватель;
5 – монокристалл;
4
1
2
3
5
6
7
8
Рис 3. Схема резки стальными полотнами.
1 – обойма;
2 – стальное полотно;
3 – сопло подачи суспензии;
4 – разрезаемая пластина;
5 – прокладка;
6 – столик;
7 – рычаг;
8 – груз.
1
2
3
4
5
6
Рис 4. Схема резки диском с внешней алмазосодержащей режущей кромкой.
1 – сопло подачи СОЖ;
2 – режущая кромка диска;
3 – основа диска;
4 – разрезаемая пластина;
5 – клеящий материал;
6 – оправка для закрепления.
1
2
3
4
5
Рис 5. Схема процесса резки диском с внутренней алмазосодержащей режущей
кромкой.
1 – сопло подачи СОЖ;
2 – слиток;
3 – основа диска;
4 – опревка для закрепления слитка;
5 – режущая кромка диска.
1
2
3
Рис 6. Резка пластин ультразвуком.
1 – абразив;
2 – инструмент;
3 – разрезаемая пластина;
1
Рис 7. Схема процесса двустороннего шлифования и полирования пластин.
1 – верхний шлифовальник;
2 – отверстие для поступления абразивной суспензии в зону обработки;
3 – дозатор подачи суспензии;
4 – прослойка абразивной суспензии;
5 – зубчатое кольцо-сепаратор;
6 – периферийное зубчатое колесо;
7 – нижний шлифовальник;
8 – центральная шестерня;
9 –пластина кремния.
2
3
4
5
6
7
8
9
5
4
Вода
2
3
1
в)
6
4
5
Рис 8. Схема процесса обезжиривания пластин погружением в органический
растворитель.
1 – отстойник;
2 – блок герметичных ванн;
3 – охлаждающий змеевик;
4 – перегонный куб;
5 – нагреватели;
6 – кассета с пластинами.
1
Рис 9. Схема процесса ультразвуковой очистки в протоке.
1 – ванна;
2 – кассета с пластинами;
3 – конденсатор;
4 – ультразвуковой генератор;
5 – магнитострикционный излучатель.
2
3
4
5
11
Рис 10. Схема химико-динамической полировки.
1 – двигатель;
2 – фторопластовый стакан;
3 – вытяжка;
4 – травитель;
5 – обрабатываемая пластина;
6 – кронштейн.
2
3
4
5
6
б)
а)
Травитель
Свет
Si
3
2
1
Рис 11. Основные этапы фотолитографии по кремнию.
а) – процесс засветки фоторезиста (2) через фотошаблон (1);
б) – травление оксидной пленки (3) через «окно» в проявленном и задубленном
фоторезисте;
в) – пластина после удаления фоторезиста.
n
а)
б)
в)
г)
р
р+
р
р
n
n+
n
n
Рис 12. Примеры использования процесса диффузии примесей.
а) – локальная диффузия в пластину;
б) – локальная диффузия в эпитаксиальный слой;
в) – общая диффузия на одной из поверхностей пластин;
г) – двойная диффузия: общая (р-слой) и локальная (n-слой).
Рис 13. Схема ионного легирования.
1 – источник ионов;
2 – анализатор по массе;
3 – электростатический ускоритель ионов;
4 – щель;
5 – фокусирующая система;
6 – сканирующая система;
7 – приемная камера;
8 – полупроводниковая пластина;
9 – высоковольтный источник.
7
6
5
4
3
9
8
2
1
Рис 14. Элементы ИМС. – р область
а) – n-p-n транзистор; – n область
б) – резистор;
в) – конденсатор;
– р+ область
– SiO2 – n+ область
в)
а)
б)
С
R
С
Б
С
R
К
Э
[pic]
Э
Б
К
5
6
2
1
3
4
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
n
n
n
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
3…25 мкм
Рис 16 Схема изготовления эпитаксиально-планарной биполярной ИМС с помощбю
разделительной диффузии.
а) – термическое оксидирование и первая фотолитография;
б) – локальная диффузия;
в) – эпитаксия;
г) – термическое оксидирование и вторая фотолитография;
д) – разделительная диффузия;
е) – формирование базовых областей;
ж) – формирование эмиттерных и приконтактных областей коллекторов;
з) – формирование металлизации.
з)
в)
ж)
Рис 18 Схема изготовления изолированных карманов биполярной ИМС с
применением поликристаллического кремния (эпик-процесс).
а) – эпитаксия;
б) – термическое оксидирование и фотолитография;
в) – локальное травление;
г) – удаление SiO2 –маск, осаждение SiO2 –пленки;
д) – выращивание поликристаллического кремния;
е) – шлифовка со стороны исходной пластины.
е)
б)
д)
а)
в)
б)
(
Рис 17 Схема изготовления биполярной ИМС с помощью коллекторной
изолирующей диффузии.
а) – исходная эпитаксиальная структура;
б) – коллекторная изолирующая диффузия;
в) – базовая p+ -диффузия;
г) – формирование эмиттеров и металлизации.
а)
г)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
з)
г)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
(
Рис 19 Схема изготовления комплементарных биполярных ИМС с применением
поликристаллического кремния.
а) – локальная диффузия;
б) – локальное травление;
в) – выращивание SiO2 и поликристаллического кремния;
г) – шлифовка со стороны исходной пластины.
[pic]
Рис 21 Структура "Изопланар II".
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
(
Рис 20 Схема процесса "Изопланар I" изготовления биполярных схем ИМС с
комбинированной изоляцией.
а) – осаждение пленки нитрида кремния;
б) – фотолитография и локальное травление;
в) – локальное термическое оксидирование;
г) – удаление маски и формирование элементов;
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
(
Рис 20 Изготовление биполярных ИМС с изоляцией стеклом, ситаллом или
керамикой.
а) – формирование элементов;
б) – получение мезаобластей;
в) – наклейка вспомогательной пластины;
г) – шлифовка;
д) – запрессовка элементов в стекло, ситалл или керамику;
е)удаление вспомогательной пластины.
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|