3. Травление

В результате экспонирования химический состав участков светочувствительного слоя, не защищенных фотомаской, изменяется. Это позволяет удалить их (под воздействием рентгеновских лучей, с помощью соответствующих химикатов и других методов).

Процесс удаления областей слоя для формирования многослойной структуры с определенными качествами называется травлением.

Засвеченный фоторезист удаляется специальным растворителем, диоксид засвеченной области вытравливается химическими препаратами, после чего удаляются все ненужные области фотослоя.

4. Многослойное структурирование

Чтобы отделить готовый слой от нового, на полученном рисунке микросхемы выращивается дополнительный тонкий слой диоксида кремния.

После этого наносится слой поликристаллического кремния и еще один фотослой. Ультрафиолет пропускается сквозь соответствующий рисунок второй маски и высвечивает фоторезист. Выполняется травление и очистка от остатков фотослоя.

Экспонирование и травление — многоэтапные операции, благодаря которым на подложке формируются все элементы кристалла. Эти операции выполняются посредством нескольких наборов химикатов, позволяющих снять слои фоторезиста и диоксида. Процессы протекают при наложении большого числа всевозможных шаблонов.

Между элементами рисунка на кристалле создается так называемый «карман». Через «карманы» в кристалл вводятся различные примеси, предназначенные для получения областей кремния с различными электрическими свойствами проводимости «p» и «n»-типов.

Поверхность пластины подвергается тщательной очистке, что предохраняет кристалл от попадания элементов, способных его испортить.

5. Завершающие операции

На одном из завершающих этапов в специальной термокамере выполняется ионная имплантация примесей на подложку. В "карманы" кристалла вводится небольшое количество требуемых примесей.

Диффузия ионов примесей приводит к изменению атомной структуры кремния и в объеме кристалла микроскопических вентилей (элементарных транзисторов). Для формирования "p''-областей используются бор, галлий, алюминий, для coздания “n”-областей — сурьма, мышьяк, фосфор.

В конце этого этапа на поверхность кристалла наносится все та же защитная пленка из диоксида кремния толщиной порядка одного микрона.

Для межслойных соединений в слоях вытравливаются специальные "окна", заполняемые атомами металла. После нанесения фоторезиста, засветки и вытравливания на кристалле остаются металлические полоски — проводящие области. В качестве металлических соединений слоев обычно используется алюминий.

В ИМС устанавливаются связи между множеством слоев. Число слоев зависит от степени сложности микросхемы. Таким образом, формируется сложная трехмерная схема.

В результате сложного производственного цикла на одной кремниевой пластине «выращиваются» сотни идентичных ИМС. Сформированные кристаллы микросхемы тщательно тестируются. Затем из пластины-подложки вырезаются кондиционные по результатам тестирования кристаллы. На заключительном этапе кристалл монтируется в корпус, подключается к выводам и герметизируется.