1.3.2. Эпитаксиально-планарная технология

Сущность этой технологии состоит в выращивании на поверхности кремния р-типа эпитаксиального слоя, создания в нем карманов n-типа и формировании в них вертикальных n–р–n-транзисторных структур. Технологический процесс состоит из следующих основных операций (рис. 1.14):

Рис. 1.14

а) на подложке Si р-типа создается слой SiО₂, в котором вытравливаются окна для осуществления диффузии доноров, формируется скрытый слой;

б) удаляется слой SiO₂ и наращивается эпитаксиальный n-слой;

в) окисляется поверхность, делаются окна в SiO₂, через которые вводят акцепторную примесь, в результате чего эпитаксиальный слой «разрезается» на отдельные островки-карманы с проводимостью n-типа;

г) создается новый окисный слой С окном для введения акцепторов, формируется базовая область;

д) опять создается новый слой SiO₂ с окнами для диффузии доноров, формируется эмиттер и n⁺-области для осуществления выводов от коллектора.

На последующих этапах технологического процесса формируются окна для осуществления выводов от эмиттера, базы и коллектора, напыляется сплошная пленка алюминия и методом фотолитографии формируется рисунок внешних проводниковых соединений на поверхности SiO₂.

1.3.3. Изопланарная технология

Этот вариант технологии обеспечивает повышение плотности размещения элементов микросхемы. Технологический процесс состоит из следующих операций (рис. 1.15):

Рис. 1.15

а) в подложке р-типа формируют скрытый слой n⁺-типа, наращивают эпитаксиальный n-слои, на поверхности которого создают слой нитрида кремния, а в нем окна;

б) через окна в пленке нитрида кремния осуществляют травление кремния почти до скрытого n⁺-слоя и ионную имплантацию противоканальных р-областей, а затем проводят длительное низкотемпературное окисление канавок (глубина травления выбирается такой, чтобы после окисления поверхность подложки была бы ровной);

в) удаляется слой нитрида кремния и вместо него на поверхности создается слой диоксида кремния, через окна в котором формируется n–р–n-структура транзистора.

В ИС, изготовленных по изопланарной технологии, достигается самая высокая плотность размещения элементов.

 

1.3.4. Технология изготовления мдп-структур

Технология изготовления МДП ИС значительно проще технологии изготовления биполярных интегральных схем. Так, число основных технологических операций примерно на 30 % меньше, чем при изготовлении и биполярных ИС.

Наибольший практический интерес представляет изопланарная технология изготовления МДП-структур, особенностью которой является изоляция МДП-структур толстым слоем оксида кремния. Применение этой технологии позволяет совместно формировать на одной подложке как биполярные, так и МДП-структуры. Процесс поэтапного формирования МДП-структуры представлен на рис. 1.16:

а) на поверхности кремниевой подложки  р-типа формируют маску из нитрида кремния, через отверстия в которой внедряют ионы бора, в результате чего формируются противоканальные р⁺-области;

б) окислением через маску создают разделительные слои диоксида кремния, после чего удаляют слой нитрида кремния, затем ионным легированием бора создают слой с повышенной концентрацией акцепторов, который необходим для снижения порогового напряжения;

в) формируют тонкий подзатворный слой диоксида кремния и наносят на него слой поликремния (затвор);

г) ионным легированием мышьяка формируют n⁺-области истока и стока;

д) химическим паровым осаждением наносят слой диоксида кремния, формируют в нем окна, напыляют пленку алюминия и методом фотолитографии создают рисунок металлических проводников.