1. Методы изготовления имс.
1. Микроучасток п/п пластины локальным воздействием (диффузией, ионным легированием и др.) придают свойства, которыми обладают соответствующие ЭРЭ (транзисторы, диоды и др.). Соединением микроучастков между собой в соотвествии с заданной электрической схемой получают п/п ИМС.
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводников, называют полупроводниковыми.
2. Послойным нанесением пленок различных материалов (испарением, напылением) на твердом основании формируют микроэлементы, межэлементные и микросхемы в целом.
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в виде пленок, называют пленочными.
Комбинированием данных методов на диэлектрических основаниях получают ИМС состоящие из пленочных пассивных элементов и активных компонентов или кристаллов. ИМС на диэлектрическом основании, содержащие кроме элементов компоненты и кристаллы, считают гибридными (ГИМС).
2. Получение слоев оксида и нитрида кремния.
Для получения пленочных диэлектриков известны способы получения пленок нитрид кремния (Si3 N4), сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, реактивное катодное осаждение и химическое осаждение пленок.
Основным недостатком этого способа являются неравномерность и неоднородность получаемых пленок. Целью изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния.
Поставленная цель достигается использованием газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl 2), жидкого аммиака (NH3) с предварительным нагревом кремниевых подложек.
Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют пленку нитрида кремния при температуре 750°С из газовой смеси. Использование газовой смеси: дихлорсилан-аммиак (SiH2Cl 2-NH3) приводит к получению однородных слоев. Химическое осаждение пленок нитрида кремния (Si 3N4) осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении и температуре 750°С по реакции:
3SiH2Cl 2+4NH3=SiN4 +6HCl+6H2
Осаждение при пониженном давлении позволяет получить высокую однородность свойств пленок нитрида, высокую производительность процесса осаждения.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что подложки предварительно нагревают при температуре 750°С в течение 20 минут, а затем проводят процесс, используя газовую смесь, включающую дихлорсилан (SiH2Cl 2) и аммиак (NH3) в соотношении 10 л/ч : 20 л/ч соответственно, при рабочем давлении Р=66 Па.
Преимуществом данного способа является то, что скорость роста пленок Si3N4 не зависит от расстояния между пластинами по сравнению с процессами, где используются газовые смеси: силан-кислород и силан-закись азота. Разброс по толщине полученной пленки нитрида кремния на пластинах составляет 3,5-4,0%.
Билет №3.
1. Виды интегральных микросхем.
ИМС - микроэлектронные изделия выполняющие функции преобразования и обработки сигнала и имеющие высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, компонентов, кристаллов. Они представляют собой единое целое. Иногда ИМС называют интегральными схемами (ИС) или микросхемами.
ИМС бывают:
- полупроводниковые
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводников, называют полупроводниковыми.
- пленочные
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в виде пленок, называют пленочными.
- гибридные
ИМС на диэлектрическом основании, содержащие кроме элементов компоненты и кристаллы, считают гибридными (ГИМС).
Гибридные делятся на:
- толстопленочные (1мкм и более)
- тонкопленочные (менее 1 мкм)
2. Эпитаксиальное наращивание п/п структур.
Для создания п/п МЭИ широко применяют метод эпитаксиального наращивания или эпитаксию.
Эпитаксия – процесс выращивания (на полупроводниковой пластине) слоев с упорядоченной монокристаллической структурой (аналогичной структуре исходной пластины).
Поступающие из вне атомы осажденного вещества должны обладать достаточной энергией и способностью мигрировать по поверхности подложки, чтобы формирование кристаллической решетки происходило равномерно и без дефектов по всей поверхности. С повышением температуры миграция атомов увеличивается. При ее низких значениях растущие слои получаются поликристаллическими.
В процессе роста эпитаксиальных слоев их легируют введением донорной или акцепторной примеси, что позволяет соответственно создавать слои электропроводности n- или р-типа.
Если наращиваемые слои по химическому составу не отличаются (или отличаются незначительно) от вещества подложек, а в результате получают гомогенные p-n-переходы, такой процесс называют гомо- или автоэпитаксией.
Ориентированное наращивание эпитаксиальных слоев, существенно отличающихся по химическому составу от вещества подложек и не вступающее с ним в химическое взаимодействие называют гетероэпитаксией. При этом образуют гетерогенные p-n переходы. (эпитаксиальное наращивание слоев арсенида галлия на монокристаллическую подложку из кремния)
Ориентированное наращивание эпитаксиальных слоев, сопровождающее их химическим взаимодействием с веществом подложек называется хеноэпитаксией. Возникающий промежуточный слой отличается по химическому составу как от вещества подложек так и от осажденного вещества. Наиболее часто эпитаксиальные слои осаждают из газовой фазы (газофазная эпитаксия) или кристаллизацией из жидкой фазы (жидкофазная эпитаксия).
Билет №4.
1. Классификация ИМС.
По конструктивно-технологическим признакам:
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводников, называют полупроводниковыми.
ИМС все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в виде пленок, называют пленочными.
ИМС на диэлектрическом основании, содержащие кроме элементов компоненты и кристаллы, считают гибридными (ГИМС).
Гибридные делятся на:
- толстопленочные (1мкм и более)
- тонкопленочные (менее 1 мкм)
Комбинированием п/п и пленочной технологии получают совмещенные ИМС. ИМС в объеме п/п основания которых формируют все активные и некоторые пассивные элементы, а остальные пассивные элементы создают на поверхности называют совмещенными.
По степени интеграции:
Показателем сложности ИМС служит степень интеграции k=lgN которое определяется количеством N элементов и компонентов и при расчете округляется до ближайшего числа:
k=lgN; 10k=N, где N – число элементов и компонентов ИМС.
малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле,
средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле,
большая интегральная схема (БИС) — до 10000 элементов в кристалле,
сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — до 1 миллиона элементов в кристалле,
ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — до 1 миллиарда элементов в кристалле,
гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 миллиарда элементов в кристалле.
Кроме того разрабатываются и выпускаются БИС и СБИС выполеняющие по заданной программе строго определенные функции и являющиеся основой микро ЭВМ. Их определяют как микросборки.