МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра микро- и наноэлектроники

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Основы планарной технологии» Тема: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ Вариант 6

Студент гр. ____________________ :P bleh :P Преподаватель __________________________ Кривошеева А.Н.

Санкт-Петербург 2025

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (ЛЭТИ)

Кафедра микро- и наноэлектроники

Задание на курсовой проект

Студента

№ группы

1.Тема проекта: «Разработка технологии изготовления элементов интегральной схемы»

2. Исходные данные к проекту:

2.1. Тип канала МДП транзистора в кармане: p-тип

2.2. Длина канала 1,3 мкм, ширина канала 4,2 мкм, толщина подзатворного SiO₂ 80 нм, материал затвора: поликремний толщиной 0,5 мкм, легированный фосфором N = 5·10²⁰ см^-3

2.3. Концентрация примесей в исходной пластине (N_исх): 10¹⁶ см^-3

2.4. Поверхностная концентрация примесей истока (N_sи): 5*10¹⁹ см^-3

2.5. Глубина залегания р-n перехода истока (x_и): 0,9 мкм

2.6. Поверхностная концентрация легирующей примеси в кармане (N_sк): 2*10¹⁸ см^-3

2.7. Глубина кармана в КМДП (x_к): 3,8 мкм

2.8. Номинал резистора: 4800 Ом

2.9. Размеры резистора: длина 185 мкм,ширина 10 мкм,глубина залегания границы 1,4 мкм

2.10. Средняя подвижность носителей в слое резистора: 60 см²/(В·с)

Загонку примесей для формирования резистора проводить ионной имплантацией.

Учесть, что отжиг всех структур ИС проводится совместно.

3. Содержание пояснительной записки:

3.1. Техническое задание на проектирование.

3.2 Выбор и расчет режимов (температура, время, энергия и доза примеси) проведения технологических операций диффузии и ионной имплантации, обоснование сделанного выбора (в случае ионной имплантации)

3.3 Расчет сопротивления слоёв истока обоих транзисторов КМОП пары, считая, что они отличаются только веществом примеси.

Результаты расчетов представить в виде таблицы (включая промежуточные результаты)

4. Перечень графического материала

4.1. Чертеж кристалла (поперечное сечение с указанием толщины слоев. Размеры областей стока считать равными размерам истока).

4.2 Эскиз (перечень) основных этапов формирования элементов интегральной схемы.

4.3. Графики распределения концентрации примеси в структуре транзистора и резистора.

Пояснительная записка и графический материал должны быть выполнены в соответствии с нормированными учебными документами.

5. Рекомендуемая литература:

5.1 Зятьков И.И., Юрченко Е.П. Моделирование технологических процессов формирования полупроводниковых структур: Учеб. пособие/ СПбГЭТУ.,1994

5.2 Зятьков И.И., Юрченко Е.П. Моделирование технологии формирования элементов интегральных схем: Учеб. пособие/ СПбГЭТУ.,1995

5.3 Технология СБИС: в 2 кн./под ред. С. Зи. – М.: Мир, 1986

5.4 Зятьков И.И., Кривошеева А.Н. Базовые процессы планарной технологии: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018. 63 с.

Дата выдачи задания: 24.10.2025 г.

Дата защиты курсового проекта: 19.12.2025 г.

Руководитель __________________________________ /Кривошеева А.Н./

Студент ________________________________________

Аннотация

В курсовой работе производится разработка технологии изготовления фрагмента интегральной схемы, включающая в себя выбор и расчёт параметров отдельных технологических операций, а также построение сечения кристалла и основных этапов формирования интегральной схемы. Интегральная схема состоит из КМОП пары транзисторов и резистора. Для p-областей в качестве примеси используется бор, а для n-областей – фосфор.

SUMMARY

In the course work, the technology of manufacturing an integrated circuit fragment is developed, which includes the selection and calculation of parameters of individual technological operations, as well as the construction of a crystal cross section and the main stages of the integrated circuit formation. The integrated circuit consists of a CMOS transistor pair and a resistor. Boron is used as an impurity for the p-regions, and arsenic is used for the n-regions.

Содержание

	Введение	5
1.	Выбор и расчёт режимов проведения технологических операций диффузии и ионной имплантации	6
1.1	Формирование кармана	6
1.2	Формирование транзисторов	8
1.3	Формирование резистора	9
1.4	Расчет разгонки кармана (базы)	10
2.	Построение профилей распределения примесей	12
3.	Расчет сопротивления слоев	14
4.	Результаты расчетов технологических процессов	15
5.	Описание структуры и этапов изготовления	16
	Заключение	18
	Список использованных источников	19

Введение

Создание электронных и микроэлектронных устройств базируется на использовании интегральных схем. Каждая такая схема предназначена для выполнения определённых операций с информацией, кодируемой электрическими сигналами различного типа — аналоговыми, дискретными или цифровыми. Ключевым аспектом при их изготовлении является точный подбор параметров технологических процессов, необходимый для корректного формирования всех составляющих элементов.

1. Выбор и расчёт режимов проведения технологических операций диффузии и ионной имплантации

1.1 Формирование кармана

Для начала необходимо провести расчёт эффективной постоянной диффузии примеси кармана , которую можно определить из функции распределения примеси:

где – поверхностная концентрация примеси в кармане.

На глубине залегания перехода подложка-карман концентрация примеси равна исходной концентрации примеси в подложке: .

Найдём исходное значение эффективной постоянной диффузии примеси в кармане:

Из условия постоянства дозы, то есть равенства доз примеси при загонке и разгонке, используя соотношение ниже, можно найти постоянную диффузии при загонке.

где – предельная поверхностная концентрация примеси фосфора при загонке, которую мы находим из графика предельной растворимости легирующих примесей в кремнии.

С учётом найденного значения эффективной постоянной диффузии можно найти дозу примеси:

Существуют границы температурного интервала, обусловленные трудновоспроизводимым процессом диффузии на нижней его границе и образованием термодефектов на верхней границе. Температурный диапазон загонки: 900 – 1100 ºС. Также существуют границы временного интервала: 5 – 30 минут. Нижняя граница обусловлена плохой воспроизводимостью процесса, а верхняя – высокой себестоимостью изделий из-за сложности поддержания условий.

Положим температуру загонки, равной и рассчитаем значение коэффициента диффузии фосфора для данной температуры, используя соотношение ниже:

где эВ/К – константа Больцмана.

Произведем расчет времени загонки кармана: