Технология полупроводниковых ИМС

Изготовление полупроводниковых ИМС осуществляют, используя два основных технологических процесса: диффузию примесей, создающих в полупроводнике область с типом проводимости, противоположным исходному, и эпитаксиальное наращивание слоя кремния на кремниевую подложку, имеющую противоположный тип проводимости.

Все элементы схемы формируются в так называемых островках, образованных в кристалле и изолированных между собой. Металлические полоски, необходимые для соединения элементов в электрическую схему, напыляют на поверхность пластины-кристалла. Для этого электроды всех элементов выводятся на поверхность пластины и размещаются в одной плоскости, в одном плане. Поэтому технология изготовления схем с помощью диффузии называется планарно-диффузионной, а с помощью эпитаксиального наращивания — эпитаксиально-планарной.

Исходным материалом для изготовления ИМС по планарно-диффузионной технологии является слабо легированная пластина кремния p-типа, на которую методом фотолитографии наносят защитный слой Si0₂ (рис. 1.23). Через окна в защитном слое производится диффузия примеси и-типа, в результате чего образуются островки, границы которых упираются снизу в защитный слой, что резко снижает возможность протекания токов утечки по поверхности. Между островками и подложкой образуется р-п-переход, к которому подключают напряжение таким образом, чтобы этот переход был заперт (т.е. минусом на р-подложке). В результате островки становятся изолированными друг от друга.

Рис. 1.23. Изготовление островков, но планарно-диффузионной технологии.

Исходным материалом при эпитаксиально-планарной технологии служит пластина кремния я-типа со слоем Si0₂ (рис. 1.24, а), в которой вытравливают продольные и поперечные канавки (рис. 1.24, 6). Полученную фигурную поверхность (в виде шахматной доски) снова окисляют, создавая изоляционный слой диоксида кремния (рис. 1.24, в). На этот слой эпитаксиально наращивают слой кремния собственной проводимости (рис. 1.24, г), а верхний слой кремния /?-типа сошлифовывают. Полученные таким образом островки (рис. 1.24, д) надежно изолированы друг от друга фигурным слоем диэлектрика и емкость между ними существенно меньше, чем в предыдущем случае. Однако такая технология ИМС сложнее и стоимость их изготовления выше.

Рис. 1.24. Изготовление островков, но эпитаксиально-планарной технологии.

В полученных тем или иным способом островках формируют как активные, так и пассивные элементы методом диффузионной технологии или эпитаксиальным наращиванием.