- •1. Поверхностная обработка полупроводниковых материалов
- •1.2. Механическая обработка кремниевых пластин
- •Очистка поверхности пластин после механической обработки
- •Методы контроля чистоты поверхности пластин
- •1.3. Химическое травление кремния
- •Кинетика травления кремния
- •Две теории саморастворения кремния
- •Влияние примесей
- •Дефекты структуры полупроводника
- •Ориентация поверхности полупроводника
- •Концентрация компонентов травителя
- •Температура раствора
- •Химико-динамическая полировка
- •Анизотропное травление
- •Травление окисла и нитрида кремния
- •Промывка пластин в воде
- •Очистка пластин в растворах на основе перекиси водорода
- •1.4. Плазмохимическое травление кремния
- •Классификация процессов плазмохимического травления
- •Кинетика изотропного травления кремния
- •Образование радикалов в газоразрядной плазме
- •Взаимодействие радикалов с атомами материалов
- •Травление двуокиси и нитрида кремния
- •Факторы, влияющие на скорость ПХТ материалов
- •Анизотропия и селективность травления
- •2. Диэлектрические пленки на кремнии
- •2.1. Термическое окисление кремния
- •Окисление кремния при комнатной температуре
- •Физический механизм роста окисла при высокой температуре
- •Структура окисла кремния
- •Модель Дила - Гроува
- •Кинетика роста окисла кремния
- •Влияние температуры окисления
- •Влияние парциального давления окислителя
- •Влияние ориентации подложки
- •Влияние типа и концентрации примеси в подложке
- •Оборудование для окисления кремния
- •2.2. Методы контроля параметров диэлектрических слоев
- •Контроль толщины слоя диэлектрика
- •Контроль дефектности пленок
- •Метод электролиза воды
- •Электрографический метод
- •Метод электронной микроскопии
- •Метод короткого замыкания
- •2.4. Осаждение диэлектрических пленок
- •Осаждение пленок диоксида кремния
- •Осаждение нитрида кремния
- •3.1. Диффузия примесей в полупроводник
- •Механизмы диффузии примесей
- •Диффузия по вакансиям. Коэффициент диффузии
- •Распределение примесей при диффузии
- •Диффузия из бесконечного источника
- •Диффузия из ограниченного источника
- •Первый этап диффузии
- •Источники примесей
- •Источники донорной примеси
- •Источники акцепторной примеси
- •Поверхностный источник примеси
- •Второй этап диффузии
- •Перераспределение примеси при диффузии в окисляющей среде
- •Контроль параметров диффузионных слоев
- •3.2. Эпитаксия
- •Рост эпитаксиальных пленок
- •Методы получения эпитаксиальных слоев кремния
- •Хлоридный метод
- •Пиролиз моносилана
- •Гетероэпитаксия кремния на диэлектрических подложках
- •Перераспределение примесей при эпитаксии
- •3.3. Ионное легирование полупроводников
- •Характеристики процесса имплантации
- •Пробег ионов
- •Дефекты структуры в полупроводниках при ионном легировании
- •Распределение внедренных ионов
- •Распределение примеси в интегральных структурах
- •Распределение примеси в двухслойной мишени
- •Влияние распыления полупроводника
- •Распределение примеси при термическом отжиге
- •Низкотемпературный отжиг
- •Оборудование для ионного легирования
- •Ионные источники
- •4. Технология литографических процессов
- •4.1. Классификация процессов литографии
- •4.2. Схема фотолитографического процесса
- •4.3. Фоторезисты
- •Позитивные фоторезисты
- •Негативные фоторезисты
- •Основные свойства фоторезистов
- •4.4. Фотошаблоны
- •4.5. Технологические операции фотолитографии
- •Контактная фотолитография
- •Искажение рисунка при контактной фотолитографии
- •Литография в глубокой ультрафиолетовой области
- •Проекционная фотолитография
- •4.6. Электронолитография
- •4.7. Рентгенолитография
- •Электронорезисты
- •5. Металлизация
- •5.1. Свойства пленок алюминия
- •Электродиффузия в пленках алюминия
- •Методы получения металлических пленок
- •5.2. Создание омических контактов к ИС
- •5.3. Использование силицидов металлов
- •5.4. Многоуровневая металлизация
- •Содержание
Чувствительность электронорезистов (Кл/см2) зависит от величины минимального электрического заряда, приходящегося на единицу площади, необходимого для полного проявления резиста. Чувствительность негативных резистов выше, чем позитивных, но проявленный в нем рисунок имеет наклонные боковые стенки, что уменьшает его разрешающую способность. В качестве негативных резистов используют полиглицидилметакрилаткоэтилакрилат (ПГМАКЭА). При облучении в негативном резисте образуются стимулированные радиацией поперечные связи в молекулах полимера, происходит соединение соседних цепочек молекул. В результате возникает сложная трехмерная структура с молекулярным весом, превышающим вес полимера в необлученных местах.
В позитивных электронорезистах, напротив, уменьшается молекулярный вес в экспонированной области из-за разрыва химических связей или расщепления цепочек под действием радиации. Полимер становится растворимым в растворителе, который не действует на высокомолекулярный материал. Позитивными резистами являются полиметилметакрилат (ПММА), полибутен-1 сульфона (ПБС). Растворителем для позитивного резиста служит смесь метилизобутилового кетона (МИБК) и изопропилового спирта в соотношении 1:1. Позитивные электронорезисты имеют разрешающую способность менее 0,1 мкм, тогда как разрешающая способность негативных резистов, ограниченная их разбуханием, не превышает 1 мкм.
5. Металлизация
Впервых образцах ИС соединения между компонентами осуществлялись
спомощью тонких проволочек, присоединяемых к контактным участкам методом термокомпрессии, но такие соединения были дорогими и нетехнологичными.
После появления планарной структуры ИМС межсоединения стали выполняться с помощью тонких металлических пленок, нанесенных на
изолирующий слой SiO2.
Для осуществления коммутации в ИС можно использовать следующие материалы: Аu, Ni, Pb, Ag, Сr, Аl, а также системы Ti - Аu, Мо - Аu, Ti - Pt - Аu
и т.д.
К системам металлизации ИС предъявляются следующие требования: - высокая проводимость ( ρ <10−6 Ом·см);
-хорошая адгезия как к Si, так и к SiO2;
-способность к образованию качественного омического контакта с кремнием n- и p - типов;
-отсутствие вредных интерметаллических соединений или протекания реакций, разрушающих кремний в процессе обработки и эксплуатации системы;
-технологичность методов осаждения и нанесения рисунков;
-устойчивость к электродиффузии в металле;
-металлургическая совместимость со сплавами, которые применяются для присоединения внешних проводов к металлизированной схеме.