3.7. Биполяр имс дайындау технологиясы

Өндіру технологиясының ерекшеліктері. ИМС дайындау процесі бірнеше технологиялық операциялар мен ауысулардан тұрады. Олардың нәтижесінде пластинадағы бастапқы материалдардан дайын электронды функционалды құрылғылар - микросхемалар пайда болады.

ҮИС жасаудың спецификлық ерекшелігі - өндірудің интегралды-топтық әдісінде. Оның мағынасы бір пластинадағы көптеген әртүрлі және біртекті элементтер интеграциясында және топтық әдістегі технологиялық процестер (операциялар) интеграциясында. Бұл бір технологиялық циклде бірден бір емес, бірнеше ИМС құрылатынын білдіреді. Сонымен қоса оған технологиялық өңдеуге пластинаның толық тобы кіреді. Осылай негізгі мақсат - жарамды өнімдер шығысының процнетінt және олардың сапасы мен ИМС құнының төмендеуіне қол жеткіземіз.

Қазіргі кезде технологиялық процестердің барлығы интегралды топтық әдіспен алынбайды. Топтық әдістер пластинада қолданылатын барлық процестер мен операцияларды біріктіреді.

Келесі ерекшелігі - ИМС дайындаудың толық технологиялық циклының бір завод өндірушісінде орындалуы. Онда технологиялық цикл технологиялық ауысулар ұзақтығы минимумға жақындайды және оларды арнайы технологиялық ыдысдарға салу арқылы жүзеге асады. ИМС өндірудің маңызды еркекшелігі микросхемалар дайындауға арналған аналогты технологиялық процестерді қолдану болып табылады. Бұл жағдайда тек жеке технологиялық операцияларды қолданып қоймай, сонымен қатар белгілі бір реттелген операциялары бар технологиялық циклды қолданады. Сондықтан микроэлектроника технологиясында типтік технологиялық процестер ұғымы бар. Типтік процесс - белгілі бір құрылымды ИМС алудың топтық әдісіне арналған нақты технологиялық құрылғының технологиялық процестер немесе операциялар жиынтығы. Типтік процестерді қолдану арқылы көптеген әртүрлі микросхемаларды бір құрылымдық топология негізінде жасауға болады. Онда интегралды топтық дайындау әдісінің үнемділік эффекті байқалады.

ИМСның әр құрылымдық технологгиялық типі үшін өзіндік типтік технологиялық процесі дайындалады. Әр типтік процесс негізінде реттелген технологиялық операциялары болады. Осылайша шалаөткізгішті ИМС жасауда келесі негізгі процестерді атауға болады:

Фототүпнұсқалар мен прецизионды фотошаблондар дайындау;

Кремний пластиналар тобының дайындығы мен оладың бетінің өңделуі;

Кремний пластинасындағы құрылымдырды дайындау;

Схемаішілік байланыстарды жасау;

Құрылымы мен гермитицациясы.

Құрылымы мен гермитизациясынан басқа барлық дайындау кезеңдерінде технологиялық операцияларға топтық әдіс қолданылады.Кіріс, операциялық, шығыс (қабылдаушы) бақылаулар және дайын микросхемаларды тексеру технологиялық процестің ажырамас бөлігі болып табылады.

Реттелген типтік технологиялық процесс технологиялық сызықта, яғни технологиялар комплектінің жинағы, өлшеуіш және тексекру құрылғыларында орындалады. Технологиялық сызықтық қосымша бөлігіне өндіруші аймақтар жатады.

Олар ИМС-ты дайындаудың негізгі стадиясына сәйкес қалыптасады және физика-химиялық белгілерімен группаланатын,технологиялық процестер реализацияланатын құрылғылармен толымданады.Шалаөткізгіш ИМС өндірісін ұйымдастырғанда келесі өндірушілік аймақтан құрылады:фотошаблондар,фотолитографиялар,химиялық,термиялық,вакуумды-шаңдатылған ,сборкалар және монтаждар,герметизация,өлшеуші,сынау.

ИМС-ты дайындау технологиясы үшін ерекше болып табылатыны технологиялық процестердің-бір технологиялық қондырудағы,бір өндірушілік аймақ шегіндегі бірнеше технологиялық операциялардың бірігуінің және реализациясының одан әрі интеграциясы.

Биполярлы транзисторлардағы шалаөткізгіш ИМС-тердің негізгі структуралық элементі- коллекторлы облыста қоспаның біркелкі таралуымен n-p-n-типті транзисторлық структура болып табылады.Мұндай структура негізінде микросхеманың барлық активті немесе пассивті элементтері құрылады.Сондықтан биполярлы транзисторлардағы шалаөткізгіш ИМС-терді дайындаудың типтік технологиялық процесі n-p-n типті транзисторлық структурадағы кремний пластинасында қалыптасуына алып келеды.

Шалаөткізгіш ИМС-терді дайындаудағы операциялар тізімі микросхемадағы элемен изоляциясы және транзисторлы структураны құру әдісімен анықталады.Элемент изоляциясының негізгі әдісі кері жылжыйтын p-n өткелдің көмегімен болған изоляция болып табылады.Ол былай іске асады:эпитаксиалды қабатқа бөлетін диффузиямен,диэлектрикпен изоляцилаумен,кремний қышқылының негізгі қабатында,және біріктірілген изоляциямен,ал транзисторлы структураны қалыптастыру үшін базалы физико-химиялық процестер қолданылады.Осыған байланысты шалаөткізгіш ИМС-терді дайындауды келесі типтік процестерге бөледі:

Транзистордың коллекторлы облысындағы n+ жасырын қабаты бар және p-n өткелдермен элемент изоляциясы бар шалаөткізгіш ИМС-терді дайындаудың планарлы-эпитаксиалды технологиясы;

SiO₂ (EPIC-технология) диэлектрлі қабатымен изоляциясы бар шалаөткізгіш ИМС-терді дайындаудың планарлы-эпитаксиалды технологиясы;

қосарлы технология;

шалаөткізгіш ИМС-терді дайындаудың изопланарлы-технологиялық процесі;

ионды имплантацияны қолдану арқылы шалаөткізгіш ИМС-терді дайындау технологиясы(ионды-диффузионды технология).