Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа на тему

«Разработка технологического процесса изготовления интегральных микросхем на транзисторах n-p-n-типа с диэлектрической изоляцией»

Введение

Прежде чем начать изложение основного материала моей курсовой работы, стоит ввести определения некоторых понятий, которые в дальнейшем будут широко использоваться в данной работе.

Интегральная микросхема (микросхема) (ИМС) -- это микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования, обработки сигнала и (или) накапливания информации и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или эле-ментов и компонентов), которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.

Элемент -- это часть микросхемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая не может быть выделена как самостоятельное изделие. Под электрорадиоэлементом понимают транзистор, диод, резистор, конденсатор и др. Элементы могут выполнять и более сложные функции, например логические (логические элементы) или запоминание информации (элементы памяти).

Компонент -- это часть микросхемы, реализующая функцию какого либо электрорадиоэлемента, которая может быть выделена как самостоятельное изделие. Компоненты устанавливаются на подложке микросхемы при выполнении сборочно-монтажных операций. К простым компонентам относятся бескорпусные диоды и транзисторы, специальные типы конденсаторов, малогабаритные катушки индуктивности и др. Сложные компоненты содержат несколько элементов, например диодные сборки.

С точки зрения внутреннего устройства микросхема представляет собой совокупность большого числа элементов и компонентов, размещенных на поверхности или в объеме общей диэлектрической или полупроводниковой подложки. Термин «интегральная» отражает конструктивное объединение элементов и компонентов, а также полное или частичное объединение технологических процессов их изготовления.

Интегральные микросхемы классифицируют по технологии изготовления, по функциональному назначению и по другим признакам.

По конструктивно-технологическому признаку различают полупроводниковые и гибридные интегральные микросхемы.

Полупроводниковая интегральная микросхема -- это ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме и на поверхности полупроводника.

Гибридная интегральная микросхема - это интегральная микросхема. часть которой может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям. приемке. поставке и эксплуатации.

Основными активными элементами полупроводниковых интегральных микросхем могут быть либо биполярные транзисторы, либо полевые транзисторы, в качестве которых обычно используют МДП-транзисторы с индуцироваиным каналом. Поэтому различают биполярные и МДП интегральные микросхемы.

В моей работе подробно исследуются ИМС на основе биполярных транзисторов n-p-n-типа.

Устройство и принцип действия биполярных транзисторов

Биполярным транзисторами называются активные полупроводниковые приборы с двумя взаимодействующими р-n-переходами и тремя электродами (внешними выводами). Главным отличием этой группы транзисторов является то, что для обеспечения их нормальной работы необходимо использовать носители зарядов двух типов -- электроны и дырки.

Биполярный транзистор, наряду с МДП-транзистором, является одним из основных твердотельных приборов, используемых в микроэлектронике в качестве активных элементов ИМС. По технологическим и ряду других причин, связанных с электро-физическими параметрами полупроводниковых материалов, в микро-схемах используют только кремниевые биполярные транзисторы.

В биполярном транзисторе используются два встречно включенных р-n-перехода, которые образуются на границе слоев, составляющих транзистор. Взаимодействие переходов обеспечивается тем, что они расположены достаточно близко друг от друга -- на расстоянии, меньшем диффузионной длины носителей. В зависимости от типа электропроводности слоев биполярные транзисторы имеют n-р-n или р-n-р-тип структуры. Наиболее широко применяют п-р-п транзисторы, так как структуры n-p-n-типа отличаются наиболее удобным формированием и вследствие большей подвижности электронов в базе транзисторы на основе таких структур имеют лучшие электрические параметры -- более высокие граничные частоты и быстродействие. Тема моей курсовой работы - биполярные транзисторы n-p-n-типа, поэтому в дальнейшем основное внимание будем уделять транзисторам именно с такой структурой (рис 2).

полупроводниковый микросхема транзистор

Рис.1 Обозначение биполярных транзисторов на схемах

Рис. 2 Структура транзисторов n-p-n-типа

Наиболее сильно легированный крайний слой транзистора (n+-типа) называют эмиттером, другой крайний слой (n-типа) -- коллектором, а средний слой (р-типа) -- базой. Переход между эмиттером и базой называется эмиттерным переходом, а р-n-переход между коллектором и базой -- коллекторным переходом.

Транзисторы p-n-p-типа отличаются тем, что их эмиттер и коллектор имеют проводимость р-типа, а база -- проводимость n-типа. По принципу действия они ничем не отличаются от n-р-n транзисторов, однако им свойственны другие полярности рабочих напряжений, а также ряд количественных особенностей.

Непременным условием нормальной работы биполярного транзистора является достаточно малая ширина базы W; необходимо, чтобы было выполнено условие W<< L (L - диффузионная длина неосновных носителей в базе). Основные параметры биполярного транзистора определяются процессами в базе. Отметим, что в реальных транзисторах площадь эмиттера всегда меньше площади коллектора.

Существуют несколько способов включения биполярного транзистора Включение транзистора, когда напряжение на эмиттере и коллекторе задается относительно базы, называют включением с общей базой (или схемой с общей базой) и обозначают ОБ. Следует отметить, что задавать прямое напряжение на р-n-переходе практически невозможно; как правило, задается прямой ток. Значит, для включения ОБ характерна заданная величина тока эмиттера.

Схема ОБ позволяет хорошо раскрыть физику транзистора; есть у нее и некоторые другие положительные особенности. Но тот факт, что она не обеспечивает усиления тока и обладает малым входным сопротивлением (равным сопротивлению эмиттерного перехода), делает ее не оптимальной для большинства применений. Поэтому главную роль в транзисторной технике играет другое включение -- с общим эмиттером, которое обозначают ОЭ. Для включения ОЭ характерна заданная величина тока базы. Оба включения показаны на рис. 3(а, б) с использованием схемотехнических символов, присвоенных n-р-n-транзистору.

Рис.3 Включение n-p-n-транзистора с общей базой (а) и с общим эмиттером(б)

Также существует схема включения транзистора с общим коллектором (ОК). Она обеспечивает усиление по току несколько большее, чем схема с общим эмиттером, имеет очень большое входное сопротивление и чаще всего используется в качестве развязывающего каскада, когда необходимо подключать к каскаду с высоким выходным сопротивлением каскад с низким входным сопротивлением.

Необходимо подчеркнуть, что биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, управляемый входным током (током эмиттера или током базы). Это обусловлено малым входным сопротивлением транзистора, при котором трудно задать фиксированное входное напряжение.

Биполярный транзистор, как и любой другой электронный элемент, может работать в определенном диапазоне токов, напряжений и мощностей. Нельзя, например, превышать определенную величину тока коллектора или нельзя использовать транзистор при напряжении на коллекторе меньше определенной величины. Эти границы использования принято называть предельными или предельно допустимыми режимами. Предельный режим в отличие от предельно допустимого определяется только физической границей возникновения явления в транзисторе, которое делает его неработоспособным, т. е. предельный режим это физическая граница возможного использования. Однако изза неизбежного разброса параметров полупроводниковых приборов, необходимости повышения надежности при эксплуатации на практике используется (приводится в ТУ и справочниках) предельно допустимый режим. Предельно допустимый режим -- режимная граница использования транзистора, определяемая помимо физической границы некоторыми отображениями технико экономического характера. На практике это означает введение коэффициента запаса.

Наиболее важными для эксплуатации полупроводниковых приборов параметрами являются максимально допустимые токи, напряжения и мощности.

Различают три разновидности структур транзисторов для интегральных микросхем: обычная планарная, горизонтальная (латеральная) и с вертикальными переходами. В обычной планарной структуре интегрального транзистора (рис. 4) топология которого была показана на рис., эмиттерный и коллекторный переходы, за исключением их границ, расположены параллельно поверхности пластины. В отличие от дискретных приборов, в которых коллекторный контакт размещен на обратной стороне пластины и служит местом присоединения транзистора к кристаллодержателю, в интегральных транзисторах все контакты выведены на планарную сторону.

Рис. 4. Структура обычного планарного транзистора в ИМС

Структура полупроводниковых ИМС на основе биполярного транзистора

Полупроводниковая ИМС -- это микросхема, элементы которой выполнены в приповерхностном слое полупроводниковой подложки (рис. 5). Эти ИМС составляют основу современной микроэлектроники.

В настоящее время различают следующие полупроводниковые ИМС: биполярные, МОП (металлокиселполупроводник) и БИМОП. Последние представляют собой сочетание первых двух, и в них комбинируются положительные их качества. Основным элементом биполярных ИМС является nрnтранзистор: на его изготовление ориентируется весь технологический цикл. Все другие элементы должны изготавливаться, по возможности, одновременно с этим транзистором, без дополнительных технологических операций.

Рис. 5. а,б Структура элементов полупроводннковой ИМС

На рис. 5 а, б показаны соответственно структура и электрическая схема простейшей полупроводниковой микросхемы, состоящей из биполярного nрn транзистора и резистора. Структура содержит слаболегированную подложку 1 р типа, активный полупроводниковый слой nтипа, в котором кроме транзистора и полупроводникового резистора (слой ртипа) созданы изолирующие области 2 из диоксида кремния. На поверхности полупроводника сформирован диэлектрический слой диоксида кремния, на котором расположены металлические проводники.

Технология полупроводниковых ИМС основана на легировании полупроводниковой (кремниевой) пластины поочередно донорными и акцепторными примесями, в результате чего под поверхностью образуются тонкие слои с разным типом проводимости и р nпереходы на границах слоев. Отдельные слои используются в качестве резисторов, а рnпереходы -- в диодных и транзисторных структурах.

Легирование пластины приходится осуществлять локально, т.е. на отдельных участках, разделенных достаточно большими расстояниями. Локальное легирование осуществляется с помощью специальных масок с отверстиями, через которые атомы примеси проникают в пластину на нужных участках. При изготовлении полупроводниковых ИМС роль маски обычно играет пленка двуокиси кремния Si0₂, покрывающая поверхность кремниевой пластины. В этой пленке специальными методами гравируется необходимая совокупность отверстий различной формы или, как говорят, необходимый рисунок (рис. 6). Отверстия в масках, в частности в окисной пленке, называют окнами.

Окна Маска

Рис. 6. Окисная маска с окнами для локального легирования

Рис. 7. Варианты структур полупроводниковых интегральных микросхем с различным выполнением пассивных элементов

Метод диэлектрической изоляции

Элементы биполярной интегральной микросхемы должны быть изолированы друг от друга для исключения паразитного взаимодействия. Для разделения отдельных элементов используют различные методы изоляции: изоляцию рnпереходом, смещенным в обратном направлении, диэлектрическую изоляцию, а также самый распространенный метод изоляции комбинированную изоляцию (сочетающую изоляцию диэлектриком (диоксидом кремния) и рп переходом).

В первых микросхемах наибольшее распространение получили транзисторы с изоляцией рn переходами. Основное достоинство метода изоляции рn переходом -- простота технологии формирования изолирующих областей р⁺типа. Для их создания применяют такие же технологические процессы (фотолитографию, диффузию примесей), что и для получения основных областей транзистора -- базовой и эмиттерной.

Однако изоляция рn переходом не является совершенной: обратный ток этого перехода резко увеличивается при повышении температуры и под воздействием ионизирующих облучений.

Изолирующий переход вносит барьерную емкость, которая снижает граничную частоту аналоговых микросхем и увеличивает задержку переключения импульсных схем.

С помощью метода диэлектрической изоляции удалось добиться более высокого качества изоляции.

Рассмотрим метод изоляции элементов диоксидом кремния. На рис. 8 показана последовательность операций при использовании этого метода:

полупроводниковый микросхема транзистор

 SiO₂а) SiO₂ б)

г) SiO₂

Si nтипа

д) SiO₂

Рис. 8. Последовательность основных технологических этапов формирования островков монокристаллического кремния на поликристаллической подложке кремния методом диэлектрической изоляции: а -- окисление монокристаллического кремния; б -- вытравливанне канавок в кремниевой пластине через окна в слое диоксида кремния; в -- повторное окисление кремния; г наращивание поликристаллического кремния; д -- сошлифовка монокристаллического кремния до разделения островков окисление монокристаллической пластины кремния (рис. а); фотолитография; вытравливание канавок в кремнии через вскрытые в диоксиде кремния окна -- глубина канавок около 20 мкм (рис. 8 б); повторное окисление кремния при высокой температуре или нанесение диоксида кремния другим способом -- толщина слоя диоксида около 1 мкм (рис. 8, в); выращивание на слое диоксида кремния поликристаллического кремния толщиной 100... 200 мкм путем, например, пиролитического разложения силана (рис. 8, г); сошлифовка или стравливание с противоположной стороны монокристаллического кремния до разделения островков (рис. 8, д). Метод диэлектрической изоляции позволяет получить хорошую изоляцию как по постоянному, так и по переменному току, поскольку емкость, связанная с оксидным слоем, может быть очень малой (300 пФ/мм² при слое диоксида толщиной 1 мкм). Пробивное напряжение для диэлектрической изоляции получается значительно большим по сравнению с пробивным напряжением для изоляции рnпереходом (выше 800 В).

Качество такой изоляции значительно выше, так как токи утечки диэлектрика на много порядков меньше, чем рп перехода при обратном напряжении. Удельная емкость диэлектрической изоляции меньше, поскольку диэлектрическая проницаемость диоксида кремния приблизительно в 3 раза ниже, чем кремния, а толщина диэлектрического слоя может быть выбрана больше толщины изолирующего рп перехода.

Однако биполярные микросхемы с диэлектрической изоляцией не получили широкого применения вследствие своей сложной технологии и малой степени интеграции.

Технология изготовление полупроводниковых микросхем на основе биполярных транзисторов с диэлектрической изоляцией

Основные технологические операции при изготовлении ИМС, формирующие интегральный элемент, касаются полупроводниковой структуры. Их можно свести к следующим: подготовка полупроводниковой подложки; окисление; фотолитография; диффузия; эпитаксия; ионное легирование; металлизация. Рассмотрим каждый в отдельности

Подготовка полупроводниковой подложки

Заключается в последовательной механической обработке ее. Подложки кремния шлифуют до заданной толщины, затем полируют, подвергают травлению и промывают. Эпитаксиальные структуры не требуют дополнительной механической обработки, а лишь подвергаются травлению и промывке перед процессами создания схем.

Окисление

На поверхности кремния выращивается плотная пленка двуокиси кремния, которая имеет близкий к кремнию коэффициент теплового расширения, что позволяет использовать ее как надежное защитное покрытие, а также как изолятор отдельных компонентов ИМС, маску при проведении локальной диффузии и как активную часть прибора в МДП структурах.

Наиболее технологичным методом получения пленок SiO2 является термическое окисление поверхностей кремния. В качестве окисляющей среды используются сухой или увлажненный кислород либо пары воды. Температура рабочей зоны при окислении 1100 1300 ?С. Окисление проводится методом открытой трубы в потоке окислителя. В сухом кислороде выращивается наиболее совершенный по структуре окисный слой, но процесс окисления при этом проходит медленно (Т = 1200 ?С), толщина d слоя SiO2 составляет 0, 1 мкм). На практике целесообразно проводить окисление в три стадии: в сухом кислороде, влажном кислороде и снова в сухом. Для стабилизации свойств защитных окисных слоев в процессе окисления в среду влажного кислорода или паров воды добавляют борную кислоту, двуокись титана, пятиокись ванадия и др.

Кроме термического, используются химическое, анодное и плазменное окисления кремния. Широко применяется для получения двуокиси кремния пиролиз кремнийорганических соединений, хлоридов и силонов кремния.

Фотолитография

Это создание на поверхности подложки защитной маски малых размеров практически любой сложности, используемой в дальнейшем для проведения локальных процессов травления, диффузии, эпитаксии и др. Образуется она с помощью фоточувствительного слоя (фоторезиста), который под действием света изменяет свою структуру. По способности изменять свойства при облучении фоторезисты бывают негативные и позитивные.

Освещение негативного фоторезиста вызывает дополнительную полимеризацию его молекул, вследствие чего после проявления пластины полупроводника на ней остаются нерастворимые участки рисунка, которые представляют собой негативное изображение фотошаблона, а неосвещенные участки фоторезиста смываются в растворителе при проявлении.

В позитивном фоторезисте под действием света происходит разрушение молекул. При проявлении такой фоторезист удаляется с освещенных участков, а на поверхности пластины остается позитивное изображение фотошаблона.

Фоторезист должен быть чувствительным к облучению, иметь высокие разрешающую способность и кислотостойкость.

Для создания определенного рисунка с помощью фоторезиста используется фотошаблон, представляющий собой плоскопараллельную пластину из оптического стекла, на поверхности которой содержится рисунок, соответствующий по размерам будущей микросхеме. Фотошаблон содержит до 2000 изображений одной микросхемы.

Последовательность фотолитографического процесса состоит в следующем.

На окисленную поверхность кремния с толщиной окисла 3000 6000 A наносят слой фоторезиста с помощью центрифуги. Фоторезист сушат сначала при комнатной температуре, затем при температуре 100 - 150 С.

Подложку совмещают с фотошаблоном и облучают ультрафиолетовым светом. Засвеченный фоторезист проявляют, а затем промывают в де ионизированной воде. Оставшийся фоторезист задубливают при комнатной температуре и температуре 200 С в течение одного часа, после чего окисленная поверхность кремния открывается в местах, соответствующих рисунку фотошаблона. Открытые участки окисла травят в специальных буферных травителях .

На участки окисла, покрытые фоторезистом, травитель не действует. После травления фоторезист растворяют органическим растворителем и горячей серной кислотой. Поверхность пластины тщательно промывают. На поверхности кремния остается слой SiO2.

Диффузия

Локальная диффузия является одной из основных технологических операций при создании полупроводниковых ИМС.

Диффузия в полупроводниковых кристаллах представляет собой направленное перемещение приемных атомов в сторону убывания их концентрации. При заданной температуре скорость диффузии определяется коэффициентом диффузии, который равен числу приемных атомов, проходящих через поперечное сечение в 1 см² за 1 с при градиенте концентрации 1 см4.

В качестве легирующих примесей в кремнии используются в основном бор и фосфор, причем бор создает примеси акцепторного типа, а фосфор донорного. Для бора и фосфора энергия активации соответственно равна 3,7 и 4,4 эВ.

Диффузию проводят в открытые участки кремния по методу открытой трубы в потоке газа - носителя. Температурный интервал диффузии для кремния составляет 950 - 1300 ?С. Кремниевые пластины размещают в высокотемпературной зоне диффузионной печи. Газ - носитель в кварцевой трубе при своем движении вытесняет воздух. Источники примеси, размещенные в низкотемпературной зоне, при испарении попадают в газ - носитель и в его составе проходят над поверхностью кремния.

Источники примеси, применяемые в производстве ИМС, могут быть твердыми: жидкими и газообразными. В качестве жидких источников используются хлорокись фосфора POCl3 и BBr3. После установления температурного режима в рабочую зону печи поступает кислород, что способствует образованию на поверхности кремния фосфора и боросиликатного стекла. В дальнейшем диффузия проходит из слоя жидкого стекла. Одновременно слой стекла защищает поверхность кремния от испарения и попадания посторонних частиц. Таким образом, в локальных участках кремния происходит диффузия легирующей примеси и создаются области полупроводника с определенным типом проводимости.

Эпитаксия

Представляет собой процесс роста монокристалла на ориентирующей подложке. Эпитаксиальный слой продолжает кристаллическую решетку подложки. Толщина его может быть от монослоя до нескольких десятков микрон. Эпитаксиальный слой кремния можно вырастить на самом кремнии. Этот процесс называется авто или гомоэпитаксией. В отличие от автоэпитаксии процесс выращивания монокристаллических слоев на подложках, отличающихся по химическому составу, называется гетероэпитаксией.

Эпитаксиальный процесс позволяет получать слои полупроводника, однородные по концентрации примесей и с различным типом проводимости (как электронным, так и дырочным). Концентрация примесей в слое может быть выше и ниже, чем в подложке, что обеспечивает возможность получения высокоомных слоев на низкоомной подложке.

В производстве эпитаксиальные слои получают за счет реакции на поверхности подложки паров кремниевых соединений с использованием реакции восстановления SiCl4, SiBr4.

Процесс эпитаксиального наращивания проводится в специальных установках, рабочим объемом в которых является кварцевая труба, а в качестве газаносителя используются водород и азот. Водород перед поступлением в рабочий объем многократно очищается от кислорода, паров воды и других примесей. При установившейся рабочей температуре в поток газаносителя добавляется хлористый водород и производится предварительное травление подложки. После этого вводятся в поток газа SiCl4 и соответствующие легирующие примеси.

Технология изготовления полупроводниковых микросхем с диэлектрической изоляцией постоянно совершенствуется и благодаря достоинствам получаемых с ее помощью микросхем находит все более широкое использование производства микросхем специального применения средней степени интеграции.

Одним из важнейших направлений в реализации метода полной диэлектрической изоляции является изоляция тонкой пленкой диэлектрика (ЭПИКпроцесс).

Этот метод основан на изоляции элементов микросхемы друг от друга слоем двуокиси кремния на подложке из поликристаллического кремния. Существует несколько вариаций этого метода.

В первом варианте ЭПИКпроцесса (рис. 9) на исходной пластине кремния pтипа вначале термическим окислением получают маскирующий слой окисла, проводят фотолитографию и локальную диффузию для формирования p⁺слоя. При второй фотолитографии в окисле создают окна для травления кремния в незащищенных окислом участках. Травлением получаются канавки глубиной 8... 15 мкм и шириной 50...70 мкм.

После удаления окисной маски на всю поверхность пластины из газовой фазы методом химического осаждения наносят слой окисла толщиной 1,0...1,5 мкм. (Такой способ получения окисла в данном случае предпочтительнее, так как возникающие в толстых окисных пленках, выращенных методом термического окисления, большие механические напряжения приводят к изгибу пластин.) На ней также осаждением из газовой фазы наращивают слой высокоомного поликристаллического кремния. Толщина его составляет 175...200 мкм, т. е. примерно равна толщине кремниевой пластины. Перед выращиванием поликристаллического кремния поверхность окисла подвергается специальной обработке для облегчения образования центров кристаллизации.

После наращивания слоя поликристаллического кремния с противоположной стороны сошлифовывается или стравливается монокристаллический кремний pтипа почти на всю его глубину до дна вытравленных ранее канавок. Таким образом, получают области кремния pтипа со скрытыми слоями p⁺типа, утопленные в поликремнии, изолированные друг от друга окислом. В этих областях методами окисления, фотолитографии и диффузии формируют элементы микросхем. Дальнейший процесс изготовления, начиная с формирования базовых областей, проводится так же, как и в планарноэпитаксиальной технологии.

Рис.9. Изменение кремниевой подложки в процессе производства биполярных полупроводниковых микросхем с диэлектрической изоляцией элементов после:

а) - операций механической обработки; б)- формирования плёнки окисла на рабочей поверхности пластины методом термического окисления кремния; в - первой фотолитографии по пленке окисла для вскрытия окон под локальную диффузию донорной примеси; г) - механической обработки, химического полирования, окисления, фотолитографии, локальной диффузии примеси nтипа; д) - фотолитографии для вскрытия окон в окисле перед операцией локального травления кремния; е) - травления кремния; ж) - снятия окисла; з) - нанесения окисла, нитрида или карбида кремния; и) - осаждения из парогазовой фазы слоя высокоомного поликристаллического кремния толщиной около 200 мкм; к) - сошлифовывания монокристаллического кремния до получения изолированных диэлектриком карманов и получения рабочей поверхности высокого класса шероховатости;л) - окисления рабочей поверхности; м) - фотолитографии для вскрытия окон под базовую диффузию; н) - формирования базового слоя; о) - фотолитографии для вскрытия окон под эмиттерную диффузию; п) формирования эмиттерного слоя; р) - фотолитографии для вскрытия контактных окон;с - напыления пленки алюминия; т) - фотолитографии.

Второй вариант ЭПИКпроцесса используется для формирования транзистора с низкоомным коллектором (рис. 10). Исходной служит пластина p⁺кремния без эпитаксиального слоя. Первоначально осуществляются операции, аналогичные операциям, изображенным на рис. 9, (а -- и) первого варианта, в результате которых получается структура, показанная на рис. 10, а. Профиль вытравленной канавки зависит от ориентации кремниевой пластины и состава выбранного травителя.

Для улучшения характеристик диэлектрической изоляции слой SiO₂ иногда заменяют слоем Si₃N₄, двойными слоями SiO₂ - Si₃N₄ или SiO₂ SiC. Нитрид и карбид кремния обладают лучшими диэлектрическими свойствами, что ещё в большей степени уменьшает токи утечки и паразитные емкости и увеличивает пробивные напряжения. Карбид кремния, кроме того, отличается высокой твёрдостью, что облегчает механическое удаление кремния pтипа, так как позволяет легко фиксировать момент сошлифовки до уровня слоя карбида. ЭПИКпроцесс наиболее распространён среди методов полной диэлектрической изоляции.

Рис. 10. Изменения кремниевой подложки p⁺типа при изготовлении микросхем по второму варианту ЭПИКпроцесса после:

а) - операций окисления, травления канавок, осаждения поликремния и сошлифования монокристаллической пластины p⁺типа; б) - окисления и фотолитографии; в) - травления канавок в монокристаллических участках кремния; г) - выращивания коллекторных pслоев локальной эпитаксией (на пленке окисла растет поликремний); д) - удаления плёнок в SiO₂ и ППК и получения планарной структуры; е) - формирования базовой эмиттерной областей транзисторов, нанесения термическим окислением пассивирующего окисла, создания разводки и нанесения защитного диэлектрика.

Литература

1. Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы. - М.: Высшая школа, 1987.

2. Аваев Н. А., Наумов Ю. Е., Фролкин В. Т. Основы микроэлектроники. - М.: Радио и связь, 1991.

3. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники.-- М.: Сов. радио, 1980.

4. Игумнов Д. В., Королев Г. В., Громов И. С. Основы микроэлектроники: Учеб. для техникумов по спец. «Производство изделий электр., техники».-- М.: Высш. шк., 1991.

5. Курносов А. И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: Учеб. пособие для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые приборы».-- 3е изд., перераб. и доп.-- М.: Высш шк., 1986.

6. Коледов Л. А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. - СПБ.: Издательство «Лань», 2007.

Размещено на Allbest.ru