Технологический маршрут изготовления титалановых подложек

Номер операции в маршрутной карте	Содержание операции
1.	Приготовление электролита анодирования
2.	Приготовление электролита электрополировки и хи­мической полировки
3.	Приготовление 2% раствора фтористоводородной кислоты
4.	Приготовление раствора снятия шлама после травления и промывки титалановой заготовки
5.	Изготовление титановых заготовок
6.	Анодирование титановых заготовок
7.	Химическая обработка титановых заготовок
8.	Химическая полировка алюминиевой фольги
9.	Накатка алюминиевой фольги на титановую заготовку
10.	Обрезка заготовок в размер
11.	Электрополировка титалановых подложек
12.	Предварительное анодирование титалановых подложек
13.	Терморихтовка титалановых подложек
14.	Электрополировка титалановых подложек
15.	Глубокое анодирование титалановых подложек
16.	Отжиг титалановых подложек
17.	Контроль толщины окисла
18.	Контроль

АППАРАТУРА

Для выполнения работы используется следующая аппаратура:

1. лабораторный макет, состоящий из кассет с образцами;

2. микроскоп;

3. лупа.

ВНИМАНИЕ! Пластины с образцами очень хрупки. После рассмотрения пластин сразу же вставьте их в кассету.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Ознакомьтесь с описанием техпроцесса и маршрутной картой изготовления изделий.

2. Определите наименование операций, выполненых для изделий.

3.Укажите характерные признаки каждой операции.

4.Укажите явные и возможные виды и причины брака каждой операции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Какие требования предъявляются к подложкам ГИС? Какие материалы используются для изготовления подложек?

2) Какие методы очистки подложек Вы знаете?

3) Зачем и с какой целью облуживаются токопроводящие линии?

4) С какой целью и с использованием каких материалов производится защита ГИС.

5) Назовите и охарактеризуйте методы нанесения тонких пленок на подложки ГИС.

6) В чем различие контактной и съемной масок?

7) Сравните различные методы формирования конфигураций пленочных элементов ГИС.

8) В каких случаях изготовление гибридных ИС более целесообразно чем полупроводниковых ИС?

9) Что такое танталовая технология?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МИКРОСХЕМ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

НА ПРИМЕРЕ ЦИФРО-АНАЛОГОВОЙ БИС ТИПА 1051ХА3.

Цель работы:

1) изучить технологические операции производства полупроводниковых микросхем, а также их последовательность при изготовлении полупроводниковых микросхем на биполярных транзисторах (на примере 1051ХА3),

2) ознакомиться с оборудованием и материалами, применяемыми при производстве полупроводниковых микросхем;

3) ознакомиться с методами измерения параметров слоев полупроводниковых микросхем;

4) научиться определять толщину пленок двуокиси кремния, эпитаксиальных и диффузионных слоев.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Общая технологическая схема процессов производства полупро­водниковых микросхем включает подготовительные процессы, формирование структуры ИС, в том числе межсоединений ее элементов, и заключительные процессы.

К подготовительным процессам относятся изготовление требуемого комплекта фотошаблонов и ряд заготовительных операций: подготовка полупроводниковых подложек (пластин), корпусов ИС и др.

Формирование структуры полупроводниковой ИС происходит по планарно-эпитаксиальной технологии, заключающейся в создании элементов ИС в приповерхностных слоях полупроводниковой пластины с одной (рабочей) стороны при использовании эпитаксиального наращивания тонкого слоя кремния и групповой обработки пластин. Причем отдельные процессы групповой обработки, например фотолитография, диффузия примесей, окисление, очистка поверхности пластины, носят циклический характер, т.е. обычно многократно повторяются при синтезе структуры полупроводниковых ИС и каждая последовательность процессов формирует определенную часть структуры ИС. Изменение количества таких последовательностей дает возможность получать полупроводниковые ИС различной сложности. При этом физико-химическая сущность повторяющихся процессов часто остается неизменной, а меняются только технологические режимы, фотошаблоны, используемые для фотолитографии, и некоторые материалы технологических сред. Формирование структуры ИС заканчивается получением межсоединений элементов и защитой (кроме выводных контактных площадок) полупроводниковой ИС пассивирующим покрытием.

Заключительные процессы обычно представляют собой совокупность индивидуальных обработок объекта производства, включая контроль функциональных параметров ИС и разбраковку кристаллов, разделение пластин на кристаллы, сборку и монтаж кристаллов в корпусах, герметизацию, выходной контроль, механические и климатические ис­пытания, покраску корпусов ИС (при необходимости), маркировку, ла­кировку (при необходимости) и упаковку готовых ИС

Рисунок 4.1. Фрагменты поэтапного формирования структуры БИС 1051ХАЗ:

а – окисление исходной пластины, б – фотолитография 1 по слою SiО2 перед диффузией сурьмы, в – вторая стадия диффузии сурьмы для формирования скрытых слоев; г – фотолитография 2 по слою фоторезиста и ионное легирование бором для формирования донной части раз делительных областей; д – эпитаксиальное наращивание n-слоя кремния, е – фотолитография 3 для вскрытия окон в SiО₂ перед диффузией фосфора; ж – вторая стадия диффузии фосфора для формирования вертикальных п⁺-слоев

Рисунок 4.1. Фрагменты поэтапного формирования структуры БИС 1051ХАЗ:

з – фотолитография 4 под диффузию бора (перед формированием разделительных областей); и – фотолитография 5 под ионное легирование бором, к – ионное легирование бором для формирования р⁺-областей инжекционных элементов; л – термообработка пластин с удаленным фоторезистом после ионного легирования бором; м – фотолитография 6 под диффузию бора (перед формированием базовых областей инжекционных элементов)

Рисунок 4.1. Фрагменты поэтапного формирования структуры БИС 1051ХАЗ:

н – удаление боросиликатного стекла и SiО₂ после первой стадии диффузии бора; о – вторая стадия диффузии бора для формирования базовых областей и р-областей инжекционных элементов с окислением пластин, п – фотолитография 7 под диффузию фосфора (перед формированием -областей); р – окисление после первой стадии диффузии фосфора (для формирования эмиттерных, коллекторных приконтактных областей); с – фотолитография 8 для вскрытия окон под контакты к элементам БИС

Рисунок 4.1. Фрагменты поэтапного формирования структуры БИС 1051ХАЗ:

т – фотолитография 9 по слою металлизации для формирования первого уровня коммутации, у – плазмохимическое осаждение межслойной изоляции; ф – фотолитография 10 по межслойному диэлектрику для обеспечения межслойной коммутации; х – фотолитография 11 по слою металлизации для формирования второго уровня коммутации, осаждение ФСС и фотолитография 12 по слою пассивации для вскрытия окон к контактным площадкам БИС