2. Формирование тонких плёнок

Для создания слоёв материалов с различными свойствами.

Д/э плёнки предназначаются для электрической изоляции между металлом и поверхностью кремния, проводящими слоями, для защиты поверхности микросхемы от воздействия окружающей среды.

• Термическое окисление:

  • Формирование SiO2 для изолирующих слоёв.

• Осаждение тонких плёнок:

  • Химическое осаждение из газовой фазы (CVD).

  • Физическое осаждение (магнетронное распыление, испарение).

  • Эпитаксиальное осаждение.

Очень важно при этом, чтобы плёнки были однородны по толщине на всех обрабатываемых в одном процессе поверхностях, а их состав и структура были полностью идентичны и воспроизводимы.

Важным параметров является чистота и толщина структуры плёнки.

3. Литография

Фотолитография – один из важнейших технологических процессов современного производства полупроводниковых приборов и микросхем.

Процесс создания заданных узоров на поверхности подложки.

• Нанесение фоторезиста:

  • Пластина покрывается слоем светочувствительного материала.

  • Подготовка поверхности пластин, нанесение фоторезиста, первая сушка фоторезиста, в процессе которой происходит удаление растворителя резиста и создание его полимерной структуры. Фоторезист – светочувствительный материал с изменяющейся под действием света растворимостью, устойчивый к воздействию травителей и применяемый для переноса изображения на пластину

• Экспонирование:

  • С помощью фотошаблона облучаются заданные участки ультрафиолетовым светом.

  • Формирование защитного рельефа – экспонирования и совмещение, проявление изображения в экспонированном слое, задубливание полученного рельефа.

• Проявление:

  • Удаление облучённых (или не облучённых) областей фоторезиста.

4. Удаление вещества

Удаление материала с подложки или тонкой плёнки по заданному узору.

жидкостное и плазменное травление, обратная фотолитография. методом фотолитографии.

• Мокрое травление:

  • Используются растворы кислот (например, HF, HCl) или щелочей (KOH).

• Сухое травление:

  • Реактивное ионное травление (RIE) для анизотропного удаления материала.

• Обратная фотолитография обычно применяется в двух случаях:

материал подложки не травится вообще или травится в составах, которые не выдерживает резист (например, керамическая подложка, травление золота в царской водке);

подложка представляет многослойную тонкоплёночную структуру, а процесс травления неселективен, т. е. при травлении верхнего слоя процесс не прекращается на поверхности нижележащего слоя.

5. Легирование

Введение примесей в материал для изменения его электрических свойств.

• Диффузия:

  • Обусловленный хаотическим тепловым движением перенос атомов, он может стать направленным под действием градиента концентрации или температуры. Диффундировать могут как собственные атомы решётки (самодиффузия или гомодиффузия), так и атомы других химических элементов, растворенных в полупроводнике (примесная или гетеродиффузия), а также точечные дефекты структуры кристалла — междоузельные атомы и вакансии. Основные характеристики диффузионных слоёв: поверхностное сопротивление, или поверхностная концентрация примеси; глубина залегания p–n-перехода или легированного слоя; распределение примеси в легированном слое. Необходимо управлять временем и скоростью процесса.

• Ионная имплантация:

  • Суть процесса заключается в формировании пучков ионов с одинаковой массой и зарядом, обладающих необходимой заданной энергией, и внедрении их в подложку или мишень в определённом количестве, называемом дозой. Таким образом, основными характеристиками процесса являются энергия и доза пучка ионов.

  • Введение ионов примесей в подложку под воздействием ускоряющего электрического поля.