1. Физические особенности процесса ионного легирования
Процесс ионного легирования полупроводника включает две основных операции: собственно внедрение (имплантацию) ионов примеси и отжиг радиационных дефектов.
20 Фотолитография
Фотолитография Фотолитография - метод получения определённого рисунка на оверхности материала, широко используется в микроэлектронике. Является одним из дорогих приёмов в планарной технологии. Процесс фотолитографии: 1. Очистка и подготовка поверхности. 2. Нанесение фоторезиста. 3. Предварительное задубливание. 4. Экспонирование. 5. Конечное задубливание. 6.Травление. 7. Финальное задубливание Фотолитография делится: 1. В зависимости от длины волныиспользуемого излучения: 1.1 В глубоком ультрафиолете. 1.2 Рентгенолитография. 1.3 Элекронная литография. 1.4 Ионнолучевая литография. 2. В зависимости от типа переноса изображения: 2.1 Контактная. 2.2 Проекционная: 2.2.1 Генерация всего изображени. 2.2.2 Мультипликация. 3. В зависимости от типа используемого резиста. 3.1 Позитивный. 3.2 Негативный. Литография называется прецизионным процессом(тоесть точность создаваемых рисунков должна быть в пределах долей микрометров).
Элементы полупроводниковых ИС нужно изолировать друг от друга. Это необходимо для того, чтобы необходимые соединения осуществлялись только путем металлической разводки. Методы изоляции можно разделить на три группы:
- изоляция обратно-смещенным p‑n переходом;
‑ изоляция диэлектриком;
‑ изопланарный метод, являющийся комбинированным методом.
21 Способы изоляции элементов в кристаллах перехода
21 Изоляция обратно смещенным p‑n переходом
В
основе метода лежит применение
эпитаксиальной n-p структуры
со скрытым n+ слоем,
получаемом в подложке p-Si перед
наращиванием эпитаксиальной плёнки n-типа
проводимости.
Полученная заготовка (рис. 1.37, а) используется для получения n‑p-n биполярных транзисторов. Последовательность изготовления биполярного транзистора с изоляцией обратно смещённымp-n переходом показана на рис.1.37, б и в.
Для изоляции по краям скрытого n+ слоя через маску проводят изолирующую разделительную диффузию акцепторной примеси на всю глубину эпитаксиального n- слоя.
В результате разделительной диффузии создаётся поясок из области p+ типа проводимости, электрически соединённой с подложкой p-типа проводимости. “Островки” n‑типа, оставшиеся в эпитаксиальном слое после разделительной диффузии называются “карманами” (рис.1.37, б).
Затем в изолированных областях –карманах осуществляются базовая и эмиттерная диффузии и проводится металлизация поверхности, как показано на рис. 1.37, в.
Для изоляции на подложку p-типа проводимости относительно коллектора транзистора подаётся отрицательное запирающее напряжение –Uп.
22 Изоляция диэлектриком
Для диэлектрической изоляции чаще всего используют двуокись кремния SiO2. Можно применить и другие диэлектрические материалы, совместимые с технологией кремниевых ИМС (например, Si3N4, Al2O3).
По сравнению с изоляцией обратно смещённым p‑n переходом диэлектрическая изоляция позволяет снизить ёмкость между элементами ИС и подложки, на порядок снизить ток утечки изоляции. В связи с этим улучшаются их частотные характеристики. Кроме того, ИМС с диэлектрической изоляцией имеют более высокое пробивное напряжение и лучшую стойкость к радиации. Недостаток диэлектрической изоляции - плохой теплоотвод из-за низкой теплопроводности изолирующего слоя.
Исторически первым способом изоляции диэлектриком явился так называемый эпик-процесс.