Фотолитография

Окисное маскирование.

Хорошей маской при изготовлении ИМС для защиты поверхности кремния от проникновения примеси при диффузии является двуокись кремния SiO2.

Маскирующее свойство SiO2 основано на различной скорости диффузии в кремнии и в двуокиси кремния. В двуокиси кремния скорость диффузии намного меньше. И если мы покроем часть пластины кремния окисью кремния, то за время диффузии, примесь не успевает дойти через слой SiO2 до Si.

Для получения окисной маски (равномерного слоя SiO2) пластина кремния термически окисляется в потоке чистого кислорода или в атмосфере влажного кислорода (с парами воды). Нанесение окиси проводится при t 900-1000C от единиц минут до десятков минут. При этом толщина этой маски получается от 0,2 до 0,6 мкм, это зависит и от времени окисления и от температуры. Чтобы получить влажный кислород, его пропускают через деионизированную воду.

Для проведения локальной диффузии (чтобы получить полупроводниковые транзисторы, диоды, резисторы и т.д) в окисной маске необходимо сделать так называемые окна соответствующих размеров, это осуществляется с помощью фотолитографии.

Рис. Процесс фотолитографии.

Фотолитография это ряд фотохимических процессов, позволяющих проводить гравировку слоёв на поверхности пластины кремния путём выборочного травления с защитой необходимых участков с помощью фоторезиста. То есть с помощью фотолитографии получают необходимые технологические и геометрические размеры ИМС.

Опишем процессы фотолитографии.

Пластину кремния с нанесенным слоем окиси кремния помещают в центрифугу и на поверхность пластины наносят слой светочувствительной эмульсии - фоторезиста (рис.а).

Через фотошаблон (это стеклянная пластина с рисунком в форме прозрачных и непрозрачных участков) фоторезист облучают ультрафиолетовым излучением. При этом облученная часть фоторезиста становится растворимой в травителях (рис.б).

После этого засвеченная часть фоторезиста удаляется с помощью растворителя (рис.в). Затем проводится температурное дубление фоторезиста, чтобы он был стоек к кислотам.

После этого с помощью смеси, содержащей плавиковую кислоту, удаляется SiO2 с участков, которые незащищёны фоторезистом (рис.г).

Затем засвечивают всю пластину ультрафиолетовым светом и с помощью растворителя удаляют фоторезист с оставшихся частей (рис.д).

Вывод: с помощью фотолитографии можно вытравить любое рельефное изображение на поверхности кремниевой пластины. При изготовлении ИМС, процессы диффузии, окисления и фотолитографии могут проводиться последовательно несколько раз.

Тема 2.3: Фотошаблоны.

1. Общие сведения

2. Вычерчивание оригинала ИМС

3. Изготовление промежуточного негатива

4. Мультипликация

Дата добавления: 2014-01-07