6. Формирование контактов
Создание металлических соединений для электрического подключения.
Нанесение металлических слоёв:
Осаждение алюминия, меди, золота или других проводников.
Фотолитография и травление:
Формирование узоров для металлизации.
7. Пассивация
Создание защитных покрытий для предотвращения воздействия окружающей среды.
Нанесение защитных слоёв:
Оксиды (SiO2) или нитриды кремния (Si3N4).
8. Соединение и сборка
Заключительный этап создания готовых устройств.
Бондинг:
Анодное или термокомпрессионное соединение.
Монтаж кристаллов:
Установка микросхем на подложки с использованием проводящих клеев или пайки.
Пример последовательности операций
Подготовка кремниевой пластины.
Нанесение слоя оксида кремния (SiO2).
Литография для создания узора.
Травление оксида.
Легирование (ионная имплантация).
Формирование металлических контактов.
Пассивация и защитное покрытие.
Сборка и упаковка.
Эти базовые операции составляют основу современной планарной технологии, обеспечивая высокую точность и масштабируемость производственных процессов.
Базовые операции изопланарной технологии.I
Изопланарная технология (isoplanar technology) представляет собой один из методов производства интегральных схем, широко используемый в микроэлектронике. Она основывается на применении изолирующих слоёв для разделения активных областей полупроводникового материала и предотвращения паразитных эффектов, таких как токи утечки. Рассмотрим основные операции изопланарной технологии:
Изопланарная технология обеспечивает повышение плотности размещения элементов микросхемы.
В планарном: окисление кремния, диффузия, фотолитография, нанесение оксида металла
В изопланарном: Механическая шлифовка, для создания эмиттера и базы используется диффузия (двухстадийная) или ионная имплантация с последующим отжигом,
1. Подготовка подложки
Используется кремниевая подложка высокого качества.
Проводится химическая очистка и полировка поверхности, чтобы устранить дефекты и загрязнения.
2. Формирование изолирующих слоёв
На подложке создаётся слой диоксида кремния (SiO₂) путём термического окисления.
Такой способ получения окисла в данном случае предпочтительнее, тк возникающие в толстых окисных плёнках, выращенных методом термического окисления, большие механические напряжения приводят к изгибу пластин
Этот слой обеспечивает изоляцию активных областей полупроводникового материала.
На ней также осаждением из газовой фазы наращивают слой высокоомного поликристаллического кремния. Толщина его примерно равна толщине кремниевой пластины. Перед выращиванием поликристаллического кремния поверхность окисла подвергается специальной обработке для облегчения образования центров кристаллизации.
3. Фотолитография
Наносится слой фоторезиста, который чувствителен к ультрафиолетовому излучению.
Через фотошаблон экспонируется определённый рисунок, определяющий будущую структуру схемы.
Фоторезист травится, оставляя защищёнными нужные области.
4. Ионная имплантация или диффузия
В открытые области вносятся легирующие примеси (например, бор или фосфор), чтобы изменить электропроводность материала.
Легирование может быть выполнено методом ионной имплантации или высокотемпературной диффузии.
5. Травление
Слои материала (например, SiO₂ или кремний) удаляются из определённых областей путём химического или сухого плазменного травления.
Травление позволяет формировать углубления и каналы для будущих структур.
6. Отжиг
После легирования проводится термическая обработка (отжиг) для восстановления кристаллической структуры кремния и активирования внесённых примесей.
7. Формирование межсоединений
На поверхность наносится слой проводящего материала (например, алюминия или меди).
Используя фотолитографию и травление, формируются проводящие дорожки.
8. Создание изолирующих слоёв между уровнями
Наносится второй слой SiO₂ для электрической изоляции между металлическими уровнями.
Выполняются отверстия для соединения различных уровней.
9. Пассивация
Наносится защитный слой (например, нитрид кремния), который защищает готовую структуру от механических повреждений, влаги и загрязнений.
10. Контроль качества и тестирование
Проводится тестирование электрических характеристик созданных структур.
Проверяется отсутствие дефектов, таких как разрывы дорожек или короткие замыкания.
Изопланарная технология отличается высокой степенью точности и изоляции, что делает её особенно подходящей для производства высокочастотных и сложных схем.
----------------
После выращивания слоя поликристаллического кремния с противоположной стороны сошлифовывается или стравливается монокристаллический кремний n-типа почти на всю его глубину до дна вытравленных ранее канавок. Таким образом получают области кремния n-типа со скрытыми слоями n+-типа, утопленные в поли-кремнии, изолированные друг от друга окислом. В этих областях методами окисления, фотолитографии и диффузии формируют элементы микросхем. Дальнейший процесс изготовления, начиная с формирования базовых областей, проводится так же, как и в планарно-эпитаксиальной технологии.
