15. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: фотолитография и травление.

При производстве полупроводниковых ИМС используются следующие основные операции:

1. Получение слитка монокристалла кремния;

2. Резка кристалла на пластины;

3. Создание базовых областей;

4. Металлизация;

5. Контроль;

6. Резка на кристаллы;

7. Монтаж в корпус и герметизация;

Для производства полупроводниковых микросхем используются элементарные полупроводники и различные их соединения. В качестве материалов для акцепторной примеси используются элементы 3-ей группы - алюминий, галлий, бор, индий, а для донорной примеси используются элементы 5-ой группы - сурьма, фосфор, мышьяк, висмут. Поликристаллический кремний непригоден для производства интегральных микросхем, поэтому необходимо получить монокристалл кремния, причем с минимальным количеством дислокаций и примесей.

Получение слитка монокристалла кремния

Фотолитография и травление:

Различают два вида экспонирования: контактный и бесконтактный. При контактном экспонировании минимально получаемый размер элементов не превышает 50-200мкм, следовательно для полупроводниковых ИМС непригоден.

Бесконтактный оптический метод также имеет недостаток, обусловленный законами оптики, согласно которым минимальные размеры изображения не могут быть меньше света. Выход - электронно-лучевая и рентгеновская литография При рентгеновском излучении длина волны уф составляет 0,3 - 0,5мкм и при этом практические размеры элементов составляют 1,5-2 мкм. Для получения более мелких деталей служит электронно лучевая литография.

Практические возможности ЭЛЛ 0,2 .. 0,3 мкм. К достоинствам электронно-лучевой литографии можно отнести большую глубину резкости и возможность управлять одним лучом (т.е. сканировать).

ЭЛЛ применяется при производстве эталонных ФШ с точностью более чем 2 мкм, при изготовлении БИС менее 1 мкм и при производстве высокоточных ФШ для рентгена или фотолитографии.

Принцип электронно-лучевой литографии

16. Основные технические операции при производстве п/пр имс: получение областей другого типа проводимостей: ионная имплантация.

При производстве полупроводниковых ИМС используются следующие основные операции:

1. Получение слитка монокристалла кремния;

2. Резка кристалла на пластины;

3. Создание базовых областей;

4. Металлизация;

5. Контроль;

6. Резка на кристаллы;

7. Монтаж в корпус и герметизация;

Для производства полупроводниковых микросхем используются элементарные полупроводники и различные их соединения. В качестве материалов для акцепторной примеси используются элементы 3-ей группы - алюминий, галлий, бор, индий, а для донорной примеси используются элементы 5-ой группы - сурьма, фосфор, мышьяк, висмут. Поликристаллический кремний непригоден для производства интегральных микросхем, поэтому необходимо получить монокристалл кремния, причем с минимальным количеством дислокаций и примесей.

Получение слитка монокристалла кремния

Ионная имплантация: Ионная имплантация - процесс внедрения в твёрдотельную подложку ионизированных атомов примеси с энергией достаточной для проникновения их в приповерхностные области подложки (от кило до мега э.В). Процесс может проводится при комнатной температуре, благодаря чему сохраняются исходные электрофизические свойства кристаллов.

При внедрении в кристаллическую структуру подложки ионы подвергаются электронным и ядерным столкновениям, однако только ядерные взаимодействия приводят к смещению атомов подложки, возникают радиационные деформации. Такие дефекты устраняются почти полностью путем кратковременного отжига кремния при (t = 900 - 1100 к).

В ионизационной камере под действием различных излучений, (применение дугового разряда или электронной бомбардировкой) осуществляется ее ионизация легированных материалов. Возникающий при этом ускоренный поток необходимо сфокусировать. Время проведения ионной имплантации достаточно мало, порядка нескольких минут.

Принцип ионной имплантации

Система для проведения ионной имплантации

Схема рабочей камеры

Облучаемые пластины 1, несущие оксидную маску, размещаются по периферии держателя (контейнера) 2 в несколько ярусов. В процессе облучения пластин неподвижным ленточным лучом 5 контейнер вращается и совершает возвратно-поступательное движение. Пластины, таким образом, постепенно набирают необходимую дозу легирования. Между пластинами располагаются датчики 4, принимающие ту же дозу заряда, что и пластины. По достижении необходимой дозы системой контроля вырабатывается сигнал, отключающий ионный луч.