відність, майже не зменшується за рахунок кремнію, що знаходиться в ньому у вигляді твердого розчину;
· допускає приєднання золотий і алюмінієвого дроту;
· витримує циклічні зміни температури (досить пластичний);
· стійок до окислення в атмосфері;
· є хорошим матеріалом для схем, стійких до радіації;
· має невисоку вартість.
Вибір матеріалу діелектрика
У виробництві напівпровідникових ІМС важливу роль відіграють діелектричні плівки окисла кремнію і нітриду кремнію. Вони використовуються для маскування при дифузії і іонному легуванні, окисленні і травленні, для ізоляції приладів у схемі, контактів і межсоединений, в якості подзатворного діелектрика. Найбільше застосування мають плівки двоокису кремнію SiО2, отримані термічним окисленням.
Особливості росту плівки і кінетики окислення кремнію визначаються структурою і властивостями плівки SiО2. Оксид володіє відкритою просторово-полімерної структурою з міцними зв'язками? Si-О-Si?. Це один з кращих діелектриків з шириною забороненої зони більше 8 еВ. Зростання оксиду відбувається в атмосфері сухого кисню або парів води згідно реакціям
+ О2? SiО2,
Si + 2Н2О? SiО2 + 2Н2.
інтегральний підсилювач окислення дифузія
При цьому відбувається перерозподіл валентних електронів між кремнієм і киснем і утворюється ковалентний зв'язок між атомами. Зростання оксиду супроводжується переміщенням кордону двох фаз Si-SiО2 вглиб напівпровідника. Однак відбувається при цьому розширення обсягу призводить до того, що зовнішня поверхня SiО2 не збігається з початковою поверхнею кремнію (малюнок 1.1).
Якщо врахувати значення щільності і молекулярної маси Si і SiО2, то зростання плівки SiО2 товщиною x відбувається за рахунок кремнію товщиною 0,44х, тобто можна вважати, що товщина окисла приблизно в два рази більше товщини поглинається ним кремнію.
Шар оксиду товщиною 2-8 нм утворюється на поверхні кремнію вже при кімнатній температурі, але мала товщина окисла і низька якість не дозволяють використовувати його в технології ІМС. Високоякісний окисел може бути отриманий лише при термічному окисленні кремнію при температурі 700-1200 ° С.
Малюнок 1.1 - Зростання оксиду кремнію.
1.2 Технологічний маршрут
Особливістю ізопланарной процесу виготовлення напівпровідникових ІМС є використання шарів SiO2 для бічної ізоляції структур. Процес заснований на селективному термічному окисленні кремнію на всю глибину епітаксійного шару замість розділової дифузії. Реалізація такого процесу заснована на використанні при маскировании на перших стадіях формування структури ІМС специфічних властивостей нітриду кремнію. Si3N4 перешкоджає обертанню кремнію в SiO2 в місцях, де Si3N4 служить в якості захисного шару. Крім того, нітрид кремнію легко видаляється травителем на основі фосфорної кислоти, яка не впливає на окисел. Ізопланарной технологія дозволяє створювати тонкі базові області і невеликі колекторні області з окисними бічними стінками і тим самим забезпечує отримання транзисторних структур малих розмірів і високої швидкодії.
Послідовність формування напівпровідникової ІМС по ізопланарной технології приведений нижче:
) Вихідною структурою для даної технології буде двошарова пластина з монокристалічного кремнію діркового типу провідності, легованого бором і епітаксійного шару електронного типу провідності легованого фосфором.
) На поверхню пластини наносять шар нітриду кремнію методом хімічного осадження в результаті реакції між сіланом SiH4 і аміаком NH3 при температурі 900? С, з якого формується захисна маска для створення транзисторів і резисторів:
) ФО розкриваємо вікна під ізолюючі області, через які труять кремній на глибину 1,68 мкм.
4) Протравлені області термічно окислюють при на всю товщину епітаксіальній плівки 3 мкм. В результаті окислення виходить гладкий рельєф.
) Далі нітрид кремнію стравлюють, а пластини знову окислюють для отримання маски для дифузії
) фотолітографії розкривають вікна під базову дифузію за допомогою ФШ №2
) Дифузія бору для формування базових областей яку проводять у дві стадії:
· Етап загонки домішки:
,, tзб=24,96 хв.
· Етап разгонки домішки:
,, tразб=37,12 хв.
) фотолітографії розкривають вікна під еміттерную і Пріконтактние дифузію за допомогою ФШ №3
) Проводи...
