- •Технология интегральных микросхем
- •Литография
- •Разрешающие возможности литографий
- •Фотолитография
- •Типовой литографический процесс
- •Выбор фоторезиста
- •Спектральная чувствительность к излучению
- •Разрешающая способность
- •Формирование фоторезистивного слоя
- •Нанесение фоторезиста
- •Сушка фоторезистивного покрытия
- •Процесс формирования изображения микросхемы
- •Фотошаблоны и методы их изготовления
- •Методы совмещения топологических слоев через фотошаблон
- •Процессы проявления фоторезистов
- •Процессы воспроизведения рельефа изображения
- •Заключительные этапы литографического процесса
- •Другие виды литографии
- •Электроннолитография
- •Рентгенолитография
- •Ионнолитография
- •Планарная технология изготовления электронных приборов.
- •Последовательность операций при изготовлении транзистора по планарной технологии
- •Планарно-эпитаксиальная технология
- •. Изготовление полевых транзисторов по планарной технологии
- •Функциональные возможности планарной технологии
- •Термические процессы при изготовлении микросхем
- •Диффузия
- •Диффузия газов из материалов
- •Поверхностная диффузия
- •Механизмы поверхностной диффузии
- •Механизмы объемной диффузии
- •Диффузионное уравнение
- •Расчет распределения примеси при диффузии
- •Техника проведения диффузии Источники легирующих примесей
- •Способы проведения диффузии
- •Недостатки диффузионных методов
- •Контроль диффузионных слоев
- •Оборудование для проведения диффузии
- •Пути повышения радиационной стойкости микросхем
- •Последствия воздействия излучения на имс
- •Технологические приемы повышения радиационной стойкости имс
- •Технология элементов интегральной оптики
- •Световоды, их типы и характеристики
- •Конструктивные элементы световодных систем
- •Переключатели, модуляторы и демодуляторы.
- •Волноводы
- •Технология свч элементов
- •Технология изготовления акустоэлектронных элементов на поверхностных акустических волнах (технология пав)
- •Основные расчетные соотношения и данные для элементов гибридных интегральных микросхем. Резисторы
- •Конденсаторы
- •Катушки индуктивности
- •Площадь подложки
Технология интегральных микросхем
Микросхемы общего и специального применения существенно отличаются друг от друга по конструкции, по масштабу и технологии производства. Технология изготовления микросхем представляет собой совокупность механических, физических, химических способов обработки различных материалов (полупроводников, диэлектриков, металлов).
Полупроводниковой называют интегральную микросхему (ИС), в основе структуры которой применен полупроводниковый материал. Пленочной называют ИС, состоящую из пленочных элементов, выполненных на изолирующих поверхностях (подложках) в виде слоистых комбинаций с различными электрическими свойствами. Пленочные ИС могут быть выполнены на тонких и на толстых пленках или при сочетании тех и других.
Производство ИС началось примерно с 1959г. на основе планарной технологии (от английского слова planar-плоский).
В 1957г. была показана возможность локальной диффузии донорных и акцепторных примесей в кремний с использованием в качестве защитной маски пленки двуокиси кремния, выращенной на поверхности кремния при высокотемпературной обработке в окислительной среде (термическое окисление). В 1958г. разработан метод фотолитографии, позволивший создавать p-n переходы малых размеров и сложных конфигураций с помощью фотографических методов и локальной диффузии.
Наиболее отработанной является технология изготовления транзисторов. Комбинируя соединения транзисторов, получают сопротивления, емкости, индуктивности и другие пассивные или активные элементы схемы.
Вопросы разработки ИС требуют знания закономерностей размещения элементов на данном геометрическом уровне - топологии. Топология предполагает оптимальное взаимное расположение элементов в слое микросхемы с соблюдением стандартов и возможностей технологии изготовления. В качестве подложек микросхем используются стеклоподобные материалы (ситталы, сапфир), керамика и полимерные материалы. Микросхему начинают формировать с комбинации кремний – подложка. При этом различают КВД - кремний в диэлектрике; КНД - кремний на диэлектрике; КНС - кремний на сапфире.
В качестве резисторов используются пленки железа, хрома, никеля, алюминия, меди. Резисторы для улучшения теплоотвода располагают ближе к краям, а частотозависимые элементы (трансформаторы, дроссели, индуктивности, конденсаторы) при определенном взаимном расположении друг относительно друга. Материалами для резисторов служат железо, хром, никель. Мощность резистора микросхемы не превышает 0, 25 Вт/см2. Подгонку номиналов резисторов выполняют на специальных стендах выжиганием части пленки лазером, локальной напайки или комбинацией параллельного и последовательного соединения. Для формирования конденсаторов используется система: металл – диэлектрик - металл. При формировании конденсаторов учитывают собственную емкость и индуктивность системы относительно подложки. В последнее время широкое распространение находит синтез реактивных элементов непосредственно из элементов микросхемы. В основу синтеза положены закономерности сложения и передачи сигналов произвольной формы. Межслойная изоляция микросхем может выполняться стеклом, напылением кремния или пленок переходных металлов (алюминия, титана, циркония и др.) с последующим окислением или азотированием. Полученные пленки SiO2, SiN, TiO и др. обладают хорошими изолирующими свойствами. В ряде случаев для расширения функциональных свойств изоляцию проводят полупроводниковыми пленками. Для увеличения электрической прочности изоляцию располагают в форме U и V канавок (изоляция U и V канавками)
В последнее время широко распространились методы диффузионной изоляции, основанные на формировании изоляции между элементами методами локальной примеси элементов. Соединения элементов выполняются перемычками, коммутационными дорожками и контактными площадками. Основное требование к подобным элементам - паяемость и формирование невыпрямляющего контакта. Материалами соединяющих элементов служит алюминий, медь, никель, железо и др., запыленные с толщиной до 5 мкм.