Технология изготовления мдп структур с Алюминиевым затвором и изоляцией p-n переходом.

В таблице 1 представлена маршрутная карта КМДП с алюминиевым затворам и изоляцией обратно смещенным p-n переходом на кремниевой подложке n – типа. На рис.1 показано поперечное сечение МДП структур транзисторов n- и p- типа, на рис. 2 – электрическая схема и топология КМДП инвертора, спроектированного по этому технологическому процессу.

Таблица 1. Маршрутная карта КМДП с алюминиевым затворам и изоляцией обратно смещенным p-n переходом на кремниевой подложке n – типа.

№	Наименование операции	Режимы, реактивы	Параметры слоев, пластин
	Составление и маркировка партии пластин		КЭФ 4,5 <100>
	Окисление	Т=950С, в атмосфере О2 + Н2О	dx = 0,036 мкм
	Фотолитография 1. Вскрытие окон в фоторезисте под p – карманы
	Ионное легирование бором. Формирование p - карманов.	E = 60 кэВ D = 0,65 мкКл/см2
	Удаление фоторезиста	КАРО
	Химическая обработка	КАРО, ПА
	Термообработка карманов ( Разгонка кармана)	Т=1200С, в атмосфере О2 + Н2О	dx = 0,6 мкм, xj = 10 мкм s = 0.8 Ом /  (p-карман)
	Фотолитография 2. Создание маски для ионного легирования областей n+ исток/сток и n+ изоляции
	Травление SiO2	Буферный травитель
	Ионное легирование фосфором. Формирование n+ исток/сток	E = 40 кэВ D = 1000 мкКл/см2	xj = 0.8 мкм
	Удаление фоторезиста	ПХ+КАРО
	Химическая обработка	КАРО, ПА
	Фотолитография 3 Создание маски для ионного легирования областей p+ исток/сток и p+ изоляции		xj = 1.0 мкм
	Травление SiO2	Буферный травитель
	Ионное легирование бором . Формирование n+ исток/сток	E = 60 кэВ D = 700 мкКл/см2
	Удаление фоторезиста	ПХ+КАРО
	Химическая обработка	КАРО, ПА
	Фотолитография 4 Вскрытие окон для создания областей затворного окисла МДП транзисторов р - и n – типа
	Травление SiO2	Буферный травитель
	Ионное легирование бором . Подгонка пороговых напряжений МДП транзисторов р - и n - типа	E = 40 кэВ D = 0.06 мкКл/см2
	Удаление фоторезиста	КАРО
	Химическая обработка	КАРО, ПА
	Окисление	Т = 950С, в атмосфере О2 + Н2О	dx = 0,1 мкм
	Фотолитография 5 Создание маски для травления контактных окон и n+, p+ исток/стокам и n+, p+ изоляции
	Травление SiO2	Буферный травитель
	Удаление фоторезиста	КАРО
	Химическая обработка	КАРО, ПА
	Стабилизация	Т = 950С	dx = 0,08 мкм
	Освежение контактных окон
	Напыление металла	Al	dx = 1,2 мкм
	Фотолитография 6 Создание разводки из металла.
	Травление металла
	Удаление фоторезиста
	Химическая обработка
	Осаждение ФСС	Т = 350С	dx = 0,90 мкм
	Фотолитография 7 Создание контактных окон в пассивации.
	Травление ФСС
	Удаление фоторезиста
	Химическая обработка
	Вжигание металла	Т = 450С
	Контроль электрических параметров пластин		5 точек на пластине
	100 % контроль функционирования кристаллов на пластине
	Разделение (скрайбирование) кристаллов на пластине
	Посадка кристалла на основание корпуса
	Термокомпрессионная приварка выводов
	Герметизация корпуса
	Маркировка микросхем
	100 % контроль функционирования кристаллов на пластине (приемосдаточные испытания)
	Упаковка микросхем

Анализ технологии изготовления целесообразно начать с рассмотрения поперечного сечения структуры КМДП транзисторов и топологии КМДП инвертора. В структуре n- и p- канальных транзисторов выделены десять элементов: глубины p-n переходов, p- кармана, n+ и p+ областей, толщины затворного окисла, межслойной изоляции, алюминия, пассивации, размеры поверхностного и углубленного каналов КМДП транзисторов. Следует обратить внимание на изоляцию активных элементов – n- p- канальных транзисторов друг от друга обратно смещенными p-n переходами охранных колец n+ и p+ вокруг p- и n-канальных транзисторов соответственно.

Технологический процесс начинается с создания в подложке n-типа p-кармана для транзисторов n-типа (фотолитография 1). После разгонки кармана и одновременного создания межслойной изоляции из окисла кремния металл/подложка, металл/n+, металл/p+ по фотолитографии 2 и 3 выполняется топология n+ исток-стоковых областей n-МДП транзисторов и n+ охранных колец вокруг p-МДП транзисторов и p+ исток-стоковых областей

p-МДП транзисторов и p+ охранных колец вокруг n-МДП транзисторов. Вскрываются по маскам окна в окисле межслойной изоляции и проводятся легирования n+ и p+ областей.

По фотолитографии 4 вскрываются окна в окисле межслойной изоляции под области каналов МДП транзисторов. До удаления фоторезиста проводится ионное легирование бором для подгонки пороговых напряжений транзисторов n- и p- типов. Этим легированием создается структура поверхностного канала в n-МДП и углубленного канала в p-МДП транзисторах.

Открытые на 2, 3 и 4 фотолитографиях окна окисляются для создания межслойной изоляции металл/n+, металл/p+ и затворного окисла.

По фотолитографии 5 над областями n+ и p+ исток-стоков и охранных колец в межслойной изоляции металл/n+, металл/p+ вскрываются контактные окна.

Перед напылением алюминия выполняется термическая операция диффузии фосфора для стабилизации поверхности затворного окисла. Образовавшийся в затворном окисле тонкий слой ФСС непосредственно перед напылением металла удаляется.

Завершается технологический процесс изготовления пластин фотолитографией 6 и 7 создания алюминиевой разводки и вскрытия окон в слое пассивации из ФСС над контрактными площадками.

Последними технологическими операциями по пластинам являются контроль электрических параметров пластины по специальным тестовым структурам на соответствие требованиям спецификации на КМДП процесс и 100% контроль функционирования кристаллов.

После разделения пластин на кристаллы, годные по функционированию кристаллы проходят операции сборки в корпус для получения микросхем.

Рис.1 Поперечные сечения структуры n-канального и p-канального транзисторов, изготовленных по КМДП технологическому процессу с алюминиевым затворам и изоляцией обратно смещенным p -n переходом на кремниевой подложке n – типа.

Н1 -	Глубина p-кармана в n-подложке.
Н2 -	Толщина межслойной изоляции металл/подложка, металл/n+, металл/p+.
Н3 -	Толщина межслойной изоляции металл/n+, металл/p+.
Н4 -	Толщина затворного окисла.
Н5 -	Глубина p+ исток/стоковых областей p- канальных транзисторов и p+ охранных колец вокруг n-канальных транзисторов.
Н6 -	Глубина n+ исток/стоковых областей n- канальных транзисторов и n+ охранных колец вокруг p-канальных транзисторов.
H7 -	Ширина области повышенной концентрации примеси в поверхностном канале n-канальных транзисторов.
H8 -	Глубина p-n перехода в углубленном канале p-канальных транзисторов.
Н9 -	Толщина алюминиевой разводки

	Электрическая схема КМДП инвертора Инвертор состоит из транзистора n-типа и транзистора p-типа. Имеет один вход «а» и один выход «f.» Выполняет функцию инверсии сигнала.
	Топология КМДП инвертора

Рис.2 Электрическая схема и топология КМДП инвертора, изготовленного по КМДП технологическому процессу с алюминиевым затворам и изоляцией обратно смещенным p-n переходом.