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 ºС. 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 (ЭПИК-процесс).
Читайте также
Перспективы развития транкинговой радиосвязи
Системы
транкинговой радиосвязи, представляющие собой радиальнозоновые системы
подвижной УКВ радиосвязи, осуществляющие автоматической распределение каналов
связи ретрансляторов между а ...
Нанотехнологии в науке и технике
В течение тысячелетий человек использовал в быту и технике
макроскопические тела, состоящие из большого числа атомов, будь это каменный
топор или авиалайнер. Первая научно- ...
Разработка конструкции линейного коммутатора
Радиоэлектронная аппаратура (РЭА), в основу функционирования которой
положены принципы электроники, строится на базе электронных компонентов
различного назначения (микросхем, резисторов, ...