Курсовая работа2 / курсовик

Государственный комитет РФ по высшему образованию

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический

Университет им. В.И. Ульянова (Ленина)

Курсовой проект

по дисциплине

«Технология материалов и изделий электронной техники»

Выполнила: Бескова Е.А.

Гр. 2211

Санкт-Петербург

2005

Цель выполнения курсового проекта:

Целью выполнения курсового проекта является приобретение практических навыков по разработке топологии и технологического процесса изготовления ИМС, знакомство с технологической документацией.

Задача выполнения курсового проекта

Задачей выполнения курсового проекта является разработка конструкции ИМС и технологического маршрута ее производства в соответствии с заданным технологическим заданием и принципиальной электрической схемой.

Описание технологии изготовления ИМС

Качество полупроводниковых ИМС в значительной мере зависит от выбора способа изоляции элементов друг от друга. Одним из способов изоляции активных компонентов ИМС является изоляция диэлектрическим слоем. Рассмотрим поэтапно процесс изготовления ИМС на основе заданной принципиальной электрической схемы.

Изготовление ИМС требует выполнения большого числа отдельных сложных и взаимосвязанных операций формирования структуры:

1. Получение исходных пластин

2. Выращивание пленок различных материалов из которых на пластине создаются полупроводниковые, диэлектрические и металлические слои.

Получение рельефа требуемой конфигурации диэлектрических и металлических пленках, нанесенных на поверхность подложки является неотъемлемым процессом технологии изготовления ИМС. Он получил название литографии. Наиболее широкое распространение получила фотолитография, сущность которой заключается в следующем:

1. На подготовленную пластину происходит нанесение резиста (фоточувствительного материала), для получения тонкой однородной пленки пластину с нанесенным резистом вращают на центрифуге .

2. Далее происходит сушка пластины, необходимая для удаления растворителей, содержащихся в пленке резиста

3. Экспонирование производится с целью создания скрытого изображения топологии в пленке резиста. Скрытое изображение формируется с помощью фотошаблона, который должен также быть чистым и бездефектным. На пластину переносится изображение, точно соответствующее рисунку фотошаблона.

4. Проявление – это процесс, при котором проявитель селективно удаляет области резиста, в нашем случае происходит удаление только облученных участков с поверхности пластины. (рисунок1)

5. Травление. Удаляются только те участки, которые оказываются незащищены после процесса проявления. (рисунок 2)

6. Удаление резиста обычно происходит при погружении пластины в слабый раствор щелочи. Необходимо тщательно очистить пластину, т.к. остатки резиста на поверхности могут негативно сказаться на нанесении последующих слоев в процессе производства.

3. Формирование рисунков, обеспечивающих воспроизведение топологии ИМС

4. Сборка и монтаж ИМС.

Рассмотрим далее поэтапно процесс формирования ИМС.

В качестве подложки для данный ИМС будем использовать кремний p-типа. Пластина должна быть полностью механически и химически очищена от загрязнений, высушена, так как влияние любых, даже очень малых и незначительных дефектов может негативно сказаться на последующих операциях. После того, как пластина подготовлена соответствующим образом, начинается формирование слоев.

Графическое представление процесса создания ИМС представлено на рисунках 1-9. В качестве упрощения не показаны стадии фотолитографии 1-6, но подразумевается, что их наличие обязательно перед нанесением каждого слоя.

Рисунок 1 – на кремниевую подложку наносят слой фоторезиста,накладываю сверху фотошаблон, облучают. Облученные участки резиста удаляют с помощью травителя (фотошаблон 1).

Рисунок 2 – селективное вскрытие окон в кремниевой подложке (фотошаблон 1)

Рисунок 3 – удаление остатков фоторезиста и нанесение по всей поверхности пластин тонкого слоя оксида кремния (фотошаблон 2)

Рисунок 4 – Нанесение толстого слоя диэлектрика (фотошаблон 3)

Рисунок 5 - Затем пластину переворачиваю и верхнюю часть сошлифовывают до обнажения отдельных участков кремния.

Рисунок 6 – В открывшихся окнах проводится диффузия для создания n-областей (фотошаблон 4)

Рисунок 7 – C помощью фотошаблона 5 проводится создание p-областей.

Рисунок 8 – Формирование n-областей. (фотошаблон 6)

Рисунок 9 – Формирование n-области (фотошаблон 7), после чего пластина покрывается диэлектриком и в ней вскрываются окна (фотошаблон 8), на поверхности создаются металлические контакты и осуществляется разводка (фотошаблон 9).

Число областей выбрано исходя из рассчитанных значений элементов ИМС, а также с учетом основных технологических требований.

В приложении представлены набор фотошаблонов для изготовления ИМС по представлено электрической схеме, а также схематическое представление отдельных этапов изготовления ИМС.

Расчет Диффузионных резисторов

Исходные данные:

Расчет: таким образом

Расчет конденсатора на основе р-n перехода

Исходные данные

Расчет

5