Технологические основы производства интегральных схем

Содержание

4. Технологические основы производства полупроводниковых интегральных схем (ис) 3

4.1. Структуры кристаллов полупроводниковых ИС. Основные конструктивные элементы. Принципы интегральной технологии 3

4.2. Базовые техпроцессы изготовления полупроводниковых ИС 3

4.2.1. Получение полупроводниковых материалов для подложек ИС. Оценка качества 3

4.2.2. Термическое окисление полупроводниковых пластин 5

4.2.3. Литография 7

4.2.4. Травление 8

4.2.5. Эпитаксия 9

4.2.6. Легирование 9

4.3. Элементы полупроводниковых ИС 11

4.3.1. Изоляция элементов полупроводников ИС 11

Общие сравнительные характеристики методов изоляции 11

4.3.2. Интегральный n-p-n транзистор 11

4.3.3. Интегральные диоды и стабилитроны 12

4.3.4. Полупроводниковые резисторы и конденсаторы 13

4.3.5. МОП и КМОП транзисторы 14

4. Технологические основы производства полупроводниковых интегральных схем (ис)

1. Структуры кристаллов полупроводниковых ис. Основные конструктивные элементы. Принципы интегральной технологии

Кристалл ИС – часть полупроводниковой пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы полупроводниковой схемы, межэлементные соединения и контактные площадки.

Структура ИС – определенное расположение по глубине кристалла локальных областей, отличающихся толщиной, электропроводимостью и характером распределения примесей.

Топология ИС – определяет геометрические размеры отдельных областей и элементов и их взаимное расположение, а также рисунок межэлементных соединений.

Схемная реализация большинства электронных устройств основана на применении активных (биполярных и МОП-транзисторов) и пассивных (резисторы, конденсаторы) элементов. В задачу изготовления полупроводниковых кристаллов входит формирование вышеуказанных элементов, создание соединений между ними и контактных площадок.

Особенностью изготовления полупроводниковых ИС является интегральное групповой метод производства. Суть метода заключается в интеграции различных и однотипных элементов на едином технологическом носителе (полупроводниковой пластине) и в интеграции технологических процессов при групповых методах их проведения.

Основные принципы:

1. Технологическая совместимость элементов и ИС, диодов, резисторов, конденсаторов с наиболее сложным элементом – транзистором. Технологический процесс изготовления ИС строится с учетом получения структуры транзистора.

2. Принцип групповой обработки пластин-заготовок, который должен охватывать как можно большее число операций. За счет этого увеличивается воспроизводимость характеристик ИС и значительно уменьшает трудоемкость изготовления отдельной ИС.

3. Принцип универсальности процесса обработки: к различным по функции ИС применяется, идентичные по сути процессы с одинаковыми технологическими режимами.

4. Принцип унификации пластин заготовок, содержащих максимальное число признаков микросхем. Процесс производства ИС состоит из заготовительного этапа, на котором получают универсальную пластину-заготовку, и этапа избирательной обработки. Экономически целесообразно первый этап расширять, соответственно сужая второй.

5. Принцип высокой чистоты всех процессов, используемых при производстве (использование сверхчистых материалов, применение операций очистки, повышенная чистота процесса сборки).