Главная Промышленная автоматика.

Отношение Ljw характеризует топологическую картину диффузии и называется числом квадратов рисунка. Таким образом, единицей, характеризующей сопротивление слоя, является Ом на квадрат.

Эпитаксильное выращивание

Эпитаксиальное выращивание - четвертый основной процесс производства, при котором непосредственно на поверхности кремниевых пластин формируется слой полупроводникового материала (фиг. 1.5). Эпитаксиальное выращивание выполняется


25U -SDSmkm

мтоксиа/атш слои, еыращентш на лшрх- нести подложки


Фиг. 1.5. Эпитаксиальное выращивание.

путем пропускания над нагретой подложкой потока газа, содержащего два или более соединения, при условиях, позволяющих веществам вступать в химическую реакцию, разлагаться на части и откладывать требуемый полупроводниковый слой на поверхности нагретой подложки.

В производстве интегральных схем эпитаксиальное выращивание обычно используется как часть процесса изготовления схем с изоляцией /7п-переходами, описанного далее, для формирования на кремниевой подложке р-типа слоя монокристаллического кремния п-типа. Основной слой кремния образуется при пропускании над пластиной, нагретой приблизительно до 1150°С, потока газа, состоящего из четыреххлористого кремния (SiCU) и водорода (Нг). При такой высокой температуре водород восстанавливает SiCU в соответствии с реакцией

SiCl4 + 2H24HCl-fSi, (1.6)

оставляя атомарный кремний на поверхности подложки. Из газа AsHs, вводимого по мере образования кремния, высвобождается мышьяк, который вызывает п-легирование эпитаксиальной поверхности.



Осаждение тонкой пленки

Последний основной этап заключается в образовании тонких (толщиной 100-20 000 А) пленок. Пленки осаждаются на окис-ное покрытие кремниевой пластины для обеспечения межсоединений отдельных компонентов и создания требуемой схемной конфигурации. Тонкие пленки используются также для образования металлопленочных резисторов, обладающих, как мы увидим несколько ниже в этой главе, свойствами, отличными от свойств диффузионных резисторов.

Тонкие пленки осаждаются обычно в глубоком вакууме (абсолютное давление 5-10~ мм рт. ст.), где средняя длина свободного пробега частиц намного превышает расстояние, отделяющее испаритель от поверхности пластины. Такой материал, как алюминий, нагревается до тех пор, пока не начнет испаряться, после чего захватывается потоком газа. При этом поверхности пластин, обращенные к этому потоку, покрываются алюминием. Такой процесс получения тонкой пленки называется осаждением испарением.

Другой тонкопленочный процесс, называемый распылением, особенно пригоден для осаждения тугоплавких соединений и веществ, таких, например, как молибден (Мо). Распыление проводится при меньшем вакууме (абсолютное давление 10~* мм рт.ст.). Лргон или другое инертное вещество вводится в испарительную систему, где оно ионизируется и ускоряется в направлении мишени (катода) из молибдена. Ионизированные атомы аргона передают импульс количества движения атомам молибдена. Так атомы молибдена «распыляются» в окружающую область, где располагаются пластины, и покрывают при этом их поверхности.

1.2. СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗОЛЯЦИИ

В предыдущих разделах говорилось о том, что все электрические компоненты интегральной схемы формируются непосредственно на монолитной подложке. Для исключения взаимодействия компонентов необходимо обеспечить изоляцию компонента. Для создания такой изоляции разработаны различные способы, включая изоляцию рп-переходом (ПИ), изоляцию диэлектриком (ДИ), воздушную изоляцию, тройную диффузию и полипланарную технологию. В аналоговых схемах чаще всего осуществляется изоляция методом ПИ; ДИ -второй наиболее употребительный способ изоляции. Рассмотрим эти два важных метода. . .



Изоляция рп-переходом

Для изоляции р- и п-областей, в которых сформированы компоненты схемы, обычно используют процесс изоляции рп-переходом, при котором каждая изолируемая область со всех сторон, за исключением верхней плоскости, окружена смегценным в обратном направлении рп-переходом. Верхняя плоскость изолируется двуокисью кремния.

Маска 1

Нонесенив фоторезиста и/

слоя

Маска 2

Локализация шолирующих областей

Дифф saxopL

утя. чующт швнный да

Эпитансия иоксидиро-еонив

Изалшцю-.ЩОЯ

оиффузия



р1«

Фиг. 1.6. Этапы производства и поперечный разрез пластины при изоляции переходами. (Взято из Analysis and Design of Integrated Circuits, C. S. Meyer, D. K. Lynn, D. J. Hamilton, eds., McGraw-Hill, New York, 1968, с разрешения фирмы Motorola Incorporated.)

Как видно из фиг. 1.6, процесс образования изолирующих переходов начинается с того, что берется пластина р-типа, оксидируется и с тех участков, на которых требуется создавать островки), слой окисла удаляется. На этих участках проводится низкоомная диффузия п-типа; при этом образуется область, которую называют захороненным слоем ). Далее мы увидим, с какой целью получают этот захороненный слой. По завершении диффузии захороненного слоя с поверхности пластины удаляется вся двуокись кремния, и на поверхности выращивается слой кремния п-типа. Затем этот эпитаксиальный слой

) В отечественной литературе используется также термин «карман».- Прим. ред.

) В отечественной литературе используется также термин «скрытый слой». - Прим. ред.





0 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0037