Главная Обратная связь

Дисциплины:






Основные этапы изготовления полупроводниковых интегральных микросхем.



Полупроводниковая интегральная микросхема – интегральная микросхема, в которой все элементные и неэлементные соединения выполнены в объёме и на поверхности полупроводника.

Все базовые процессы можно разделить на 3 группы:

1.заготовительные процессы включают следующие этапы: +отчистка кремния; +зонной отчистки; +выращивания монокристалла; +резка, шлифовка, полировки.

2.процессы формирования p-n структур- эти процессы осуществляют все последующие операции: +диффузию; +эпитаксию; +ионное легирование; +металлизация.

3.сборочные процессы. Процесс сборки включает в себя три основные технологические операции: присоединение кристалла к основанию корпуса; присоединение токоведущих выводов к активным и пассивным элементам полупроводникового кристалла к внутренним элементам корпуса; герметизация кристалла от внешней среды.

 

 

56.Технология заготовительных процессов в производстве п/п ИМС.

Цель заготовительных процессов: изготовление заготовок из монокристаллического кремния(платин) с заданным диаметром, с монокристаллической структурой, с определённой(минимальной) концентрацией.

Исходным сырьём для получения кремния явл. природный песок. После предварительной отчистки песка из него химич-м методом с помощью хлора извлек-ют кремний:Si+2Cl2àSiCl4.---переход кремния в газовое состояние. Далее идёт хим-я отчистка кремния(1й этап) с помощью цинка:Si4+2ZnàSi+2ZnCl.степень отчистки в рез-те этой реакции 98%. Для дальнейшего про-ва микросхем проводят 2й этап отчистки – зонная отчистка.Она основана на эффекте, при котором примеси кремния собир-ся в расплавленной зоне, т.е. если расплавить узкую зону кремниевого кристалла, то в этой зоне собируться примеси с ближайших областей. Для осуществления метода выращивают кристаллы кремния и помещают в индуктор, который расплавляет узкую зону кристалла. При передвижении кристалла внутри индуктора расплав-я зона передвигается к одному из его торцов, после окончания процесса один из этих торцов обрезается. После отчистки кремния его расплавляют и выращивают монокристалл. Выращивание осущ-ют по методу Чохральского.

 

На схеме(конспект тема 16) показано: 1-затравка-маленький монокристалл кремния;2- выращиваемый монокристалл;3-расплавленный кремний;4-тигел(сосуд в котором осущ-ся плавка).

Осущ-е процесса: монокристалл(затравку) опуск-ют в расплав-й кремний.медленно вращают его вокруг своей оси(скорость вращ-я кристалла приблиз.50мкм) и вытягивают вверх, далее в ходе процесса эпитаксии атомы наращиваемого кремния повторяют кристаллич-ю стр-ру затравки, т.е. получ-ся монокристалл больший, чем размер затравки, после выращ-я монокр-ла опред-ют его оси и разрезают на пластины(толщина 500мкм)-заготовки. Планарную строну пастины полируют до степени шероховатости. Последняя операция-электрохимич-я полировка. Пластина обретает величину 400мкм.



Диффузия примеси.

Диффузия-это перенос атомов вещества из области с большей концентацией в область с меньшей концентрацией этих атомов.

Различают два способа диффузии: +диффузию из газовой фазы (бесконечный источник); +диффузию из твердой фазы (конечный источник).

Целью проведения диффузии является внедрение атомов легирующего элемента в кристаллическую решетку полупроводника для образования р-n- перехода на глубине Xпер. В этом случае концентрация введенной примеси оказывается равной концентрации исходной примеси Nисх в полупроводнике.

Раз меры диффузионной области в плане определяются размерами окна в слое диэлектрика, так как скорость диффузии примеси в SiO2 и Si3N4 на несколько порядков ниже, чем в полупроводнике.

Различные способы диффузионного легирования различаются фазовым состоянием легирующей примеси (газообразное, жидкое, твердое). Чем выше температура тем больше подвижность атомов ,и тем интенсивнее происходит диффузия. Температура диффузионного легирования кремния 1050- 1200°С.

Диффузия в полупроводник в большинстве случаев происходит за счет перемещения диффундирующих частиц, по вакантным узлам кристаллической решетки.

Эпитаксия.

 

Это технологический процесс наращивания плёнки кремния, на поверхности кремниевой пластины, причём, структура получаемой эпитаксиальной плёнки строго повторяет структуру кремниевой пластины. Материал подложки процессе выращивания играет роль затравочного кристалла, а получаемая пленка является продолжением ее структуры. Характерной особенностью эпитаксии является возможность формирования слоев с заданными электрофизическими свойствами и геометрическими размерами. Так, если в процессе эпитаксиального выращивания наряду с атомами полупроводника в росте пленки участвуют и атомы легирующего элемента, то на границе раздела пленка подложка можно получить p-n-переход или изотопные переходы n + -n и р +-р. Таким образом, в тонких слоях (2-10 мкм) эпитаксиально-планарных структур создаются элементы ИМС, а подложка толщиной 500 мкм является несущей конструкцией.

Процесс эпитаксиального наращивания слоев полупроводника заключается в осаждении его атомов на подложку, в результате чего на ней вырастает слой, кристаллическая структура которого подобна структуре подложки.

Эпитаксиальный слой обладает теми же структурными дефектами, что иподложка, поэтому для получения надежных полупроводниковых приборовпервостепенное значение имеют чистота и структурное совершенство материала

подложек.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...