Проектирование микросхем и микропроцессоров. Макарчук М.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС
(планарно-эпитаксиальная технология)
Цель работы
: ознакомление с планарно-эпитаксиальной технологией изготовления полупроводниковых интегральных
микросхем (ПИМС), методами измерения и расчёта параметров слоёв, видами брака на отдельных технологических
операциях.
Описание лабораторного макета и методики исследования.
Характеристика полупроводниковых пластин и оформленных структур
Лабораторный макет состоит из набора пластин после различных операций технологического процесса ПИМС.
Пластины выполнены из монокристаллического кремня типа Icc КДБ 7,5/0,1. Данное условное обозначение
расшифровывается следующим образом: Icc – подгруппа, кремний (К), проводимость дырочная (Д), легирован бором (Б),
номинальное удельное сопротивление 7,5 Ом⋅см, диффузионная длина неосновных носителей не менее 0,1 мм. Для
использования в качестве подложек ПИМС промышленность выпускает монокристаллический кремний, по параметрам и
качеству подразделяющийся на пять групп. Слиток кремния поступает с паспортом, в котором указывается группа,
характеристики материала, масса слитка, его размеры и другие монокристаллические слитки разрезаются затем на пластины
толщиной 0,15 … 0,4 мм, которые подвергают шлифовке, механической и химической полировке.
Пластины, исследуемые в лабораторной работе, представляют собой заготовки для кристаллов микросхем, содержащих
следующие элементы: биполярные транзисторы, диоды, резисторы, диффузионные перемычки, межэлементные соединения,
контактные площадки. На топологии кристалла предусмотрены также специальные элементы для осуществления контроля
параметров слоев. Фрагмент готовой структуры кристалла с сформированным в нём биполярным транзистором изображен на
рис. 1.
1
2
3
4
5
6
7
8
к
б
э
n
p
p
n
+
n
+
n
+
p
+
p
+
Рис. 1. Полупроводниковый биполярный транзистор
Создание такой структуры происходит в следующем порядке:
1) формирование в подложке 1
р
-типа скрытого слоя 2
n
+
-типа;
2) наращивание эпитаксиального слоя 3
n
-типа;
3) формирование вертикального слоя 4
n
+
-типа;
4) формирование изолирующих областей 5
р
+
-типа;
5) формирование базовых областей 6
р
-типа;
6) формирование эмиттерных областей 7
n
+
-типа;
7) формирование контактных площадок и внутрисхемных соединений 8;
8) нанесение защитного слоя (на рис. 1 не показан).
Основными технологическими процессами при создании приведённой структуры являются: очистка пластин кремния,
окисление пластин, фотолитография, диффузия примесей, эпитаксиальное наращивание кремния, напыление металлической
разводки. Перечень технологических операций приведён далее в маршрутной карте.
Маршрутная карта технологического процесса
1. Выращивание монокристаллического кремния.
2. Резка монокристаллического слитка.
3. Механическое шлифование пластин.
4. Химическая полировка пластин.
5. Механическая полировка пластин.
6. Маркировка и составление партии пластин.
7. Входной контроль качества пластин.
8. Химическая обработка.
9. Окисление 1.
10. Термообработка.
11. Определение толщины окисла.
12. Фотолитография 1 (вскрытие окон под диффузию скрытого слоя): а) подготовка пластин; б) нанесение фоторезиста;
в) сушка фотослоя; г) экспонирование; д) проявление; е) задубливание; ж) травление; з) снятие фоторезиста.

Страницы