Основные технологические операции изготовления ИС

Проектирование межэмиттерных элементов

Электрический межэлементной связи в полупроводниковых связях осуществляется пленочным проводником.

Материал должен:

1) обеспечивать низкоомный контакт электродам пассивных и активных элементов схем

2) обладать хорошим сцеплением с диэлектриком

3) допускать разделение пленки на узкие полоски

4) должен быть совместим с материалом внешних выводов

Для осуществления электрических связей между элементами электрических схем необходимо сформировать не выпрямляющие омические контакты, которые должны обладать:

1. высокой электроводностью
2. теплопроводностью
3. механической прочностью

Материал должен иметь хорошую адгезию кремния к окислу, химическую инертность, устойчивость к воздействию окружающей среды. Распределительным материалом для контактов коммутационных шин и контактов является алюминий. Коммутационные проводники наносят непосредственно на термический окисел кремния, причем минимальная ширина дорожки определяется литографией. При вжигании алюминий взаимодействует с окислом кремния, восстанавливая его по реакции:

4 Al + 3 Si O₂ = 2 Al₂ O₃ +3Si

В интеграционных схемах для исключения проводника используют 3 основных метода:

1. прокладка или металлизация над каналами резисторов, защищенных слоем SiO₂

2. проводящие диффузионные переходы под слоем SiO₂ (развязка двух взаимоперпендикулярных проводников), первый идет поверх защитного окисла, а второй "подныривает" под него в виде участка n+

3. многоуровневая разводка

Металлизированные дорожки вносят паразитические элементы, а именно сопротивление емкости и индуктивности. Многоуровневая разводка используется в БИС на биполярных транзисторах. Для межлинейной изоляции SiO₂, SiO, _Al2O3 пленки нитрида кремния, фосфоросиликатного и боросиликатного стекла.

Эпитаксия – это процесс, при котором выделяющиеся из окружающей среды атомы перемешиваются по поверхности подложки до тех пор, пока не займут упорядоченное положение и не станут частью растущей пленки.

При определенных условиях получаются монокристаллическая пленка, являющиеся продолжением монокристаллической подложки.

1) создание монокристаллической пленки полупространства с заданной кристаллографической ориентацией плоскости поверхности

2) осуществление равномерных распределений примесей в пленке что практически невозможно при диффузии

3) улучшение частотных характеристик транзисторов засчет уменьшения толщины высокоомной коллекторной области

4) получение транзисторной структуры с лучшими чем при тройной диффузии характеристиками засчет создания разных переходов между областями с различной концентрацией примесей и упрощение операции по изоляции элементов обратно смещению p-n переходов

Эпитаксия разделяется на 3 вида процесса:

1. авто-эпитаксия
2. гетеро-эпитаксия
3. хемо-эпитаксия

Ориентированное наращивание вещества незначительно отличается по составу от вещества подложки, происходит при физическо-химическом взаимодействии срастающихся веществ.

Процесс гетеро-эпитаксии возможен для элементов и сложных веществ, не образующих между собой химических соединений.

Хемо-эпитаксия – процесс, в результате которого образование новой фазы проходит при химическом взаимодействии вещества подложки с веществом, поступающим из внешней среды.

Образование соединений отличается по химическому составу, как от вещества подложки так и от вещества поступающего из внешней среды на ее поверхности.

Основными характеристиками эпитаксиальных пленок являются: толщина, тип проводимости, удельное сопротивление.

Дата добавления: 2014-01-20