3.4. Моделирование операций технологического маршрута

При описании разработанного технологического маршрута необходимо рассчитать (промоделировать) режимы проведения основных технологических операций (температуру, время, состав газов) и значения выходных контролируемых параметров (толщины оксида, глубины залегания p–n-перехода, слоевого сопротивления) полупроводниковых структур. Расчеты и моделирование соответствующих режимов операций и параметров структур проводятся по формулам и выражениям, приводимым в лекционном курсе и на практических занятиях по данной дисциплине, а также в разд. 5 или, например, в книгах [6], [8]. При их использовании необходимо четко представлять, при каких допущениях эти соотношения получены, в какой области справедливы, степень приближенности описания реальных технологических процессов.

3.5. Заключение курсовой работы

В заключении курсовой работы необходимо:

1) проанализировать разработанный технологический маршрут, сравнить его с типовым, указать его особенности, достоинства и недостатки;

2) проанализировать результаты моделирования технологического процесса, сопоставить их с заданными конструкторско-технологическими параметрами.

4. Структуры биполярных и моп имс

4.1. Биполярный планарно-эпитаксиальный транзистор

Б

иполярный планарно-эпитаксиальный транзистор (рис. 4.1) изготавливается на пластинах монокристаллического сильнолегированного n⁺-кремния 1 ориентации (111), на которых выращивается эпитаксиальный n-слой 2, легированный фосфором в процессе выращивания. После термического окисления на поверхности пластин вырастает пленка термического диоксида кремния 3, в которой с помощью фотолитографии вскрываются окна под базу. База (Б) 4 создается локальной диффузией (или имплантацией) бора.

Вторая стадия диффузии (или пост­имплантационный отжиг) проводится в окислительной среде, так что на поверхности базы вырастает пленка оксида кремния, в которой с помощью фотолитографии вскрываются окна под эмиттер. Эмиттер (Э) 5 создается диффузией (или имплантацией) фосфора или мышьяка. С помощью фотолитографии вскрываются окна к базе и эмиттеру под омические контакты, которые создаются нанесением пленки металла (Al или Au) с последующей фотолитографией 6. Омический контакт к коллектору (К) 7 создается нанесением металла на обратную сторону пластины. Такая структура транзистора обеспечивает низкое сопротивление коллектора при достаточно высоком напряжении пробоя p–n-перехода Б–К.

4.2. Биполярная имс с изоляцией p–n-переходом

Б

иполярная ИМС с изоляцией p–n-переходом (рис. 4.2) изготавливается на подложке p-типа 1 ориентации (111). В ней методом локальной диффузии (или имплантации) создаются области – будущие скрытые n⁺-слои 2. На подложке выращивается эпитаксиальный n-слой 3, в который проводится локальная диффузия бора на глубину толщины эпитаксиального n-слоя, образующая раз­делительные p⁺-области 4. В образовавшиеся карманы, изолированные друг от друга p–n-переходами, проводится глубокая диффузия фосфора до соединения со скрытым n⁺-слоем. Таким образом, образуется область глубокого n⁺-коллектора 5. Затем создаются область p⁺-базы 6, область n⁺-эмиттера 7 и омические контакты к областям Э, Б, К и подложке (П). В данной структуре контакт к коллектору формируется с лицевой стороны пластины. Области скрытого n⁺-слоя и глубокого n⁺-коллектора служат для уменьшения сопротивления коллектора. Изоляция между карманами обеспечивается обратносмещенными p–n-переходами: p-подложка – эпитаксиальный n-слой (или скрытый n⁺-слой) в вертикальном направлении и разделительная p⁺-область – n-кар­ман в боковом направлении.