12.7 Ізопланарна структура.
Донна частина колектора ізольована від монокристалічної пластини p-n-переходом, а бокова - товстим шаром оксиду. Аналогічна епітаксіально-планарній, а розділова дифузія заміщена скрізним оксидуванням.
а) Вхідна пластина.
Розкриття вікон під дифузію прихованого шару.
Дифузія n+-домішки.
Травлення оксиду.
Епітаксіальне нарощування n-шару.
Осадження нітриду кремнію Si3N4.
б) Фотолітографія.
Травлення Si, формування мезаобластей ("Меза - геологічний термін - столова гора, тобто гора з плоскою вершиною).
в) Скрізне оксидування на всю глибину епітаксіального шару.
д) Вилучення нітриду кремнію Si3N4
Оксидування підложки.
Фотолітографія.
Дифузія домішок p-типу і повторне оксидування.
Фотолітографія.
Дифузія домішок n+-типу і повторне оксидування.
Фотолітографія і формування виводів - напиленням плівки алюмінію (Al має добру адгезію з Si і SiO2).
Після металізації (0.1 - 1 мкм) видаляється зайвий метал (травленням) і одержується необхідна форма контактних площадок
(Застосовується і напилення через маску).
Недолік - необхідність тривалого Оксидування, що може викликати небажане пере розподілення домішки з прихованого шару в епітаксіальний колектор.
13. Мдп - технологія
МДП - метал-діелектрик-напівпроводник.
Якщо Д=SiO2, то МОП (метал-оксид-напівпроводник).
Етапи виготовлення МОП - транзистора.
Вхідна пластина SiO2.
1. Травлення вікон в діелектрикові, дифузія областей витоку (И) і стоку (C), Оксидування.
2. Травлення вікон.
3. Формування оксидного шару під затвором (важлива товщина цього шару, тобто вона визначає Uпор).
4. Вилучення шару оксиду з дифузійних областей.
5. Металізація всієї поверхні (Al).
6. Часткове вилучення металу
(формування виводів).
Порівняння n - і p - МОП.
Переваги n - МОП: рухомість електронів, що є носіями зарядів в n - МОП майже в 2.5 разів вище, ніж у дірок - носіїв в p - МОП. Отже, n - МОП більш швидкодіючі схеми, ніж p - МОП. Але p - МОП дешевше. Розглянемо схему інвертора:
Щоб забезпечити вихідну напругу рівно 0.2 В треба великий R (тобто Rис велике). Отже, R=20 - 100 кОм. Отже, більша площа в інтегральному виконанні шляхом дифузії. Тому R замінюють n-моп - транзистором. Такий транзистор займає=1/20 частину площі R.
Комплементарні МДП - структури (КМДП).
Структура, що містить МДП - транзистори обох типів, дозволяє на 2-3 порядки у порівнянні з n - або p - структурами знизити потужність, що споживається пристроєм в статичному режимі. Такі структури отримали назву структур на МДП-ТРАНЗИСТОРАХ ,що доповняють або комплементарних МДП - структур (КМДП - структури).
Послідовність операцій.
а) вхідна пластина;
б) послідовне отримання способом дифузії р+ і n+ областей;
в) виборче травлення SiO2;
г) термічне Оксидування Si (отримання під затворного діелектрику);
д) виборче травлення SiO2 під контакти до витоків і стоків;
е) готова структура після отримання міжз`єднань.
14. Травлення в літографії.
Застосовують процес вологого (хімічного) травлення в рідинах і сухого травлення в плазмі. Для травлення Si використовують ізотропне і анізотропне травлення. Ізотропне - травлять Si в усіх кристалографічних напрямках приблизно з однаковою швидкістю. Воно використовуються також для хімічного полірування Si. (H3PO4: HNO3: CH3COOH - 5 мкм/хвил [111]). Анізотропне - травлять Si в напрямках [100] і [110] з більш високою швидкістю, ніж в напрямках [111]. (КОН: Н2О - 8мкм/хвил [100], [110] - швидкість травлення в цих напрямках в 600 раз більше, ніж в напямку [111]; KOH: пропіловий спирт: Н2О - 1 мкм/хвил [100] - в [111] швидкість менш в 100 раз, процес припиняється на межі з р++ областю). При використанні анізотропного травлення Si орієнтують в площини (100). Анізотропні травителі розчиняють Si в площині (100) до тих пір, доки травлення не дійде до площин (111), що починаються у краю вікна в плівці SiO2 і що зустрічаються таким чином, що вони утворять V-образний профіль. Глибина V-образної канавки залежить від ширини вікна на пластині Si. Травлення припиняється, коли ділянки площини (100), що виходять на поверхню, стравлюються. Регулюючи час травлення можна змінювати профіль канавки від трапецеїдального до V-образного. Профіль фігури травлення залежить від орієнтації рисунку на площині (100).
Обмеження фотолітографії: основним фізичним явищем, що обмежує можливості фотолітографії, є дифракція, що залежить від довжини хвилі. Довжина хвилі випромінювання Д =250.. 440 нм (це ультрафіолетове випромінювання, до нього чутливий фоторезист). Мінімальна ширина лінії при фотолітографії:
_________
bmin = 1,5 \/Д*(z+h/2),
де z - зазор між шаблоном і підложкою h - товщина шару фоторезисту.
При h=0.8 мкм; z=0 => bmin=0.7 мкм. (Теоретично, межа дорівнює 0.3 - 0.5 мкм). В реальних умовах z > 0. Тому типовий граничний розмір елементу зображення дорівнює 1 мкм. Для сучасних ВІС і НВІС цього замало.