Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Электронные вычислительные машины 

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



II 1

41 *

II II

Do

сэ *

s в-

CO -I

S So

u> 14 n о

2 o.

a. I <u

раций, из которых только две производятся при высокой температуре. Процент выхода годных МОП-транзисторов значительно выше, так как он зависит от общего числа операций и главным образом от числа операций, выполняемых при рысоких температурах.

Наиболее ответственными этапами изготовления МОП-транзистора являются создание диэлектрического слоя под затвором и совмещение затвора с областями истока И и стока С.


i) г) н* N*

д) Ко fB


шз-шi Щфшш

Р N Р


Рис. 17.24. Последовательность изготовления планарно-эпитакснального транзистора

Рис. 17.25. Схема технологического процесса изготовления МОП-транзн-стора:

1 - полирование; 2 5, 7 - оксидирование; 3, 6, 8, 10 - травление; 4 - диффузия бора; s - напыление алюминия

Наличие в оксиде под затвором 3 положительных и отрицательных зарядов приводит к нестабильности параметров транзисторов вследствие дрейфа зарядов. Для их стабилизации поверхность пластины перед оксидированием обрабатывают в плавиковой кислоте с последующим кипячением в воде. При этом удаляется фтор, который приводит к образованию дополнительного заряда.

Важной проблемой является совмещение затвора с областями истока и стока. Отсутствие перекрытия канала металлом затвора приводит к нарушению работоспособности транзистора, а слишком большое перекрытие (расположение металла затвора над диффузионными областями) -к снижению быстродействия вследствие образования больших емкостей 3-И и 3-С. Для точного совмещения используют технологию с самосовмещающимся затвором на основе поликристаллического кремния или молибдена. При этом материал затвора (поликристаллический кремний или молибден) служит маской и тем самым осуществляется процесс самосовмещения. В качестве подзатворного диэлектрика применяют оксид кремния, нитрид кремния и др.



транзисторы с кремниевым затвором изготовляют в такой последовательности:

1) выращивание маскирующего слоя оксида и первая фотолитография для удаления оксида с участков, на которых будут находиться диффузионные и затворные области;

2) выращивание тонкого (0,1 мкм) оксида под затвор;

3) выращивание сильнолегированного поликристаллического кремния толщиной около 0,5 мкм;

4) вторая фотолитография, в процессе которой формируется затворная область транзистора и образуются окна в двойном слое диоксид кремния - поликристаллический кремний для получения областей истока и стока;

5) диффузия областей истоков и стока. Глубина диффузии 0,5... 1 мкм. Чем меньше глубина диффузии, тем меньше распространение диффузии в боковых направлениях;

6) осаждение слоя оксида;

7) третья фотолитография, с помощью которой вытравливают окна под контакты к поликристаллическому кремнию и диффузионным областям;

8) напыление алюминия и четвертая фотолитография для формирования крнтактов.

МОП-транзисторы с кремниевым затвором имеют следующие преимущества по сравнению с обычными: высокое быстродействие, малые размеры, низкое пороговое напряжение.

Рассмотренные технологические процессы характеризуют изготовление не только отдельного транзистора, но и всей полупроводниковой интегральной микросхемы. При этом выполняются остальные элементы схемы и никаких дополнительных операций; для их изготовления не требуется.

Разброс параметров элементов микросхемы зависит главным образом от процесса фотолитографии и диффузии. Кроме того, на характеристики транзистора влияют локальные дефекты, вызванные точечными загрязнениями. Весьма опасным является загрязнение поверхности нерастворимыми пылинками, попадающими на поверхность кремниевых пластин во время различных технологических операций, например из газовой среды или жидких веществ, использовавшихся для травления или промывки.

Пылинка, попавшая на поверхнссть пластины и оставшаяся на ней в период диффузии, может привести к тому, что под ней не образуется соответствующий слой или эмиттер замкнется с базой.

Нер-астворимые частицы, оседающие на поверхность при оксидировании, могут вызвать прокол в оксиде.

Проколы - наиболее распространенный и трудноустранимый дефект фотолитографии. На стадии диффузионной обработки поД отверстием в оксиде возникают паразитные базы. При малом расстоянии между эмиттерной областью и базовым контактом

проколы могут вызвать закорачивание перехода эмиттер - база. Особенно опасны проколы в оксиде на стадии металлизации, так как могут образовываться паразитные базы и закорачивание. Островки оксидов, оставшихся в окнах, также приводят к ухудшению характеристик транзистора.

В процессе производства полупроводниковых интегральных микросхем большое значение имеет качество очистки поверхности. Операции очистки предшествуют всем основным операциям.


Рис. 17.26. Полупроводниковая интегральная микросхема: а - структура; б - эквивалентная схема

Процент выхода годных микросхем зависит от ее площади, уровня интеграции и количества операций. При увеличении площади резко возрастает роль случайных дефектов и процент выхода годных микросхем у резко падает:

у=(1-аЛ) , (17.7)

где А - площадь схемы; а - плотность дефектов на каждой операции; п -количество операций.

Законченные структуры полупроводниковых интегральных микросхем весьма разнообразны. На рис. 17.26 показаны структура простой полупроводниковой интегральной микросхемы, состоящей из транзистора VT, диода VD, резистора.конденсатора С, и ее эквивалентная электрическая схема. Для получения законченных структур элементы схемы соединяют токопрОводящими проводниками из алюминия. Все предшествующие операции те же, что и при изготовлении планарно-эпитаксиального транзистора.

Изоляция отдельных элементов, получаемых на общей полупроводниковой пластине, осуществляется Р-Л-переходом, смещенным в обратном направлении. Такой вид изоляции является основным. Он обеспечивает высокий процент выхода годных при низкой стоимости микросхем. Недостатком такого метода изоляции является наличие токов утечки и образования паразитных емкостей, которые являются причиной снижения быстродействия микросхем. Кроме того, изоляционные переходы занимают большой объем и уменьшают плотность компоновки. Эти недостатки устраняет диэлектрическая изоляция, осуществляемая диоксидом кремния, стеклом, керамикой и другими материалами.



Биполярная структура с изоляцией стеклом или керамикой иза готовляется в такой последовательности (рис. 17.27).

В эпитаксиальной структуре / формируются элементы схемы1 (рис. 17.27, а) и после операций фотолитографии и травлени? образуются мезаобласти 2 (рис. 17.27, б). Для проведения даль-:-нейших операций удаляют фоторезист, Si02 и приклеивают вспоп] могательную пластину 3 (рис. 17.27, в) со стороны мезаструктуры, а противоположную сторону удаляют шлифовкой (рис. 17.27, г),] Полученную структуру спрессовывают диэлектриком (рис. 17.27,dJ;-и удаляют вспомогательную пластину (рис. 17.27, е).


[si N Р N Р ГГ\

у f/ fy у/ /

I I

Рис. 17.27. Последовательность изготовления биполярной структуры с диэлектрической изоляцией

В изопланаррюй технологии используется комбинированна? изоляция с применением диэлектрических пленок для боково! изоляции и обратно смещенного Р-Л-перехода для изоляции у oc-i нования элементов (рис. 17.28). Исходной является эпитаксиаль ная структура со скрытым слоем Л+-типа. Процесс начинается выращивания пленки нитрида кремния 5(зМ4 (рис. 17.28, а), которой вскрывают окна и производят травление эпитаксиальног слоя (рис. 17.28, б). Затем канавки заращивают диоксидом крем! ния Si02 (рис. 17.28, в). При этом пленка нитрида кремния защи* щает поверхность пластины от оксидирования и образуется тол! ко боковой изолирующий слой. После удаления пленки нитрид кремния на поверхности создается пленка диоксида кремния (ри 17.28, б) и в изолированных областях обычны.ми методами фор мируются нужные элементы (рис. 17.28, г).

Основным способом получения пленок нитрида кремния явл* ется пиролиз, при котором газообразное соединение разлагаете

на компоненты, образующие на горячей поверхности стабильный осадок Осаждение маски из нитрида кремния происходит при 1 = 900°С на установках эпитаксиального наращивания или в однозонных диффузионных печах, снабженных специальным устройством газораспределения. Реакция пиролитического осаждения при взаимодействии силана и аммиака имеет-вид

3SiH4+4NH3=SiN4+12H2

Изготовление биполярной структуры с изоляцией поликристаллическим кремнием (эпик-процесс) осуществляется в такой последовательности (рис. 17.29, а-е).

(--1

[--3

3 Б к

3 G к

[(fJjPliO

Рис. 17.28. Изготовление биполярной структуры по изопланарной технологии;

1 - пленка нитрида кремния; 2 - диоксид кремния

Исходная пластина кремния оксидируется. Слой диоксида кремния в местах, окружающих изолированные области, удаляется и вытравливаются канавки. Затем сни.мают слой фоторезиста и оксидируют поверхности канавок. Над слоЬм диоксида кремния выращивают монокристаллический кремний толщиной -100 мкм. Который заполняет и канавки. Этот процесс выполняют в печах для эпитаксиального выращивания.

Поликристаллический кремний обладает необходимой механической прочностью, стабильностью размеров и таким же коэффициентом теплового расширения, как и монокристаллический кремний. Затем часть монокристаллического кремния Удаляют; при Этом образуются изолированные области, в которых создаются Элементы микросхем. Рассмотренный метод достаточно сложен, но обеспечивает надежную изоляцию. Токи утечки уменьшаются До пренебрежимо малых величин (на 3...4 порядка), а паразитные емкости - в 10 раз. Пробивное напряжение и быстродействие Повышаются в 2 раза.



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



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.