Расчет конструкторско-технологических ограничений Расчет размеров контактных окон к эмиттеру, коллектору и базе

Рис. 10.2. Контактное окно

Минимальный размер окна, который может быть создан на фотошаблоне определяется величиной .

Реальный размер контактного окна в структуре:

• при жидкостном травлении:

мкм

С учетом случайной погрешности:

Расчет размеров металлизации контактных окон

Рис. 10.3. Металлизация контактных окон

Минимальный размер металлизации должен обеспечить пререкрытие всего контактного окна:

мкм – некоторый запас (под крылышками металлизации), а слагаемое учитывает наклон стенок окисла равный 45 (т.к. при получении окон под металлизацию желательно использовать жидкостное травление). Тогда номинальный размер металлизации рассчитывается по аналогии с предыдущими выкладками:

Максимальный размер металлизации:

Размер на фотошаблоне должен обеспечить номинал в при занижении размера относительно ФШ, поэтому:

мкм.

Здесь предположим, что травление ионное или плазмохимическое.

Расчет размеров остальной металлизации

Номинальная толщина дорожки металлизации в месте отсутствия контакта (рис. 10.4) определяется из минимально возможного размера на фотошаблоне, он равен N. С учетом неточности изготовления окна ФШ, фотолитографии и бокового подтравливания реальный размер дорожки металлизации:

мкм

Минимальный размер:

мкм.

Рис. 10.4. Металлизация

Обычно здесь получается размер слишком маленьким, тогда приходится делать дорожку шире N и надо проверять, достаточна ли толщина шины, исходя из плотности тока.

Найдём перекрытие контактного окна металлизацией:

Ширина дорожки металлизации в месте контакта на структуре с учётом процессов фотолитографии и ошибки совмещения будет равно:

мкм, мкм.

При формировании металлизации всегда имеет место боковое подтравливание, вследствие которого ширина слоя металла становить меньше примерно на его толщину. Поэтому ширина контактного окна на фотошаблоне будет равна:

мкм.

Расчет размера зазора между дорожками металлизации

Зазор между дорожками металлизации W_Д также определяется технологической нормой. Реальный размер в структуре:

мкм.

Минимальный размер:

мкм,

– вследствие случайной ошибки от соседних дорожек.

Расчет размера эмиттера и внешнего коллектора

Рис. 10.4. Совмещение эмиттера и контактного окна

При расчете минимальных размеров эмиттерной области необходимо учесть, что контактное окно к эмиттеру не должно выходить из области эмиттера, т.е. необходимо учесть ошибку совмещения. Считая, что области совмещались по метке, создаваемой при формировании эмиттера, получаем:

мкм

Берем четыре ошибки совмещения, считая, что совмещение при создании контактных окон осуществляется не с эмиттерным слоем, а с ранее созданной меткой, по которой совмещались все слои.

Учёт неодномерности процессов диффузии:

Рис. 10.5. «Расползание» примеси под маску во время диффузии

Во время диффузии примесь «расползается» на величину L_II=(0,7…0,85)·L_Э. Тогда номинальный размер эмиттера:

Здесь =0,4 мкм – глубина эмиттерной области.

Максимальный размер:

Размер окна для диффузии примеси в эмиттер на фотошаблоне:

Если размер на фотошаблоне получится меньше технологической нормы, берем W_{э ФШ}=N, и пересчитываем, соответственно, размер эмиттера в структуре.

Если структура изолирована диэлектрическими областями (щелевая или изопланарная изоляция), то край окна для создания эмиттера совпадает с краем изолирующей области (рис. 10.6), т.е. отступ между эмиттером и базой будет только в одну сторону. Боковая диффузия эмиттера и базы в сторону канавки идти не будет, ошибки совмещения и все погрешности тоже считаются только в одну сторону, где рассчитываемая область не ограничена диэлектриком:

Рис. 10.6. Изопланар

мкм.