3.3.2. Диффузия.

Для изготовления р-n переходов используется диффузия примесных атомов, который вводятся в кристаллическую решетку для изменения ее электрофизических свойств.

Вначале процесса проводится преддиффузионная отмывка. Она состоит из 3-х стадий:

1) Обработка в HF и последующая УЗМ;

2) Отмывка в растворе H₂О₂:NH₄OH: H₂О = 1:1:6;

3) Отмывка в растворе H₂О₂:HCl: H₂О = 1:1:6.

После обработки растворами пластины подвергаются УЗМ.

Необходимо так же подготовить посуду для приготовления источника диффузии и оснастку для её проведения.

Для проведения процесса диффузии приготовляют диффузанты. Необходимо строго соблюдать пропорции веществ, равномерность смешивания и время выдержки. Источником фосфора является следующая смесь:

С2Н5ОН – 84 мл С2Н5ОН – 564 мл

HNO3 – 6 мл H3PO4 – 60 мл

H2О – 60 мл

ТЭОС – 210 мл

Время выдержки данной смеси 8 часов.

Источником бора является следующая смесь:

С2Н5ОН – 611мл

H2О – 91 мл

1% р-р Н3ВО3 39 мл

ТЭОС – 169 мл

Выдержка данной смеси 24 часа.

Нанесение диффузанта на поверхность пластины осуществляется центрифугированием. Для данного прибора на каждую сторону свой диффузант наносится один раз. Скорость центрифуги для диффузанта n типа

3000 об/мин, для р типа 2000 об/мин. Время вращения центрифуги 3-5 с.

После нанесения диффузанта пластины сушат, используя шкаф ИК сушки. Высушенные пластины устанавливаю в кварцевую лодочку после пересыпания крошкой алюминия. Далее идет подготовка диффузионной печи: продувка, разогрев.

В процессе используется диффузионная печь СУОМ 1.2.6.1/13.5-И1. Лодочки с пластинами загружают в рабочую зону печи. Температура печи при загрузке (62525) ⁰C. После этого печь выводят на режим (12502) ⁰C. Время выдержки для данного прибора составляет 23 часа.

По окончании выдержки печь отключают. После охлаждения пластины выгружают. Температура выгрузки (62525) ⁰C.

Контролируемыми параметрами после диффузии являются глубина диффузии, поверхностное сопротивление, время жизни неосновных носителей заряда, и выборочно тип проводимости.

Для диода Д106 глубина диффузии составляет (70 5) мкм для р+-р типа и (405) мкм для n+ типа.

3.3.3. Окисление.

Для образования пленки защитного окисла кремния пластины подвергают окислению.

Для подготовки пластин к окислению их вначале промывают в растворе HCL:HNO₃ = 3:1 в течении семи минут. Затем пластины промывают в воде до нейтральной реакции и подвергают УЗМ.

Окисление производят в электропечи СДО 125/4А. Загрузка пластин происходит при T = (10155) ⁰C и проходит в парах H₂О в течении двух часов, затем в сухом О₂ в течении 1 час. После этого печь выключают и при температуре (62525)⁰C выгружают.

3.3.4. Фотолитография.

Фотолитография – процесс образования на поверхности пластины с помощью светочувствительных материалов локальных защитных участков, рельеф которых повторяет рисунок топологии прибора.

Первая операция фотолитографии – подготовка пластин. Пластины обрабатывают раствором спирта 15-20 минут при температуре (75050)⁰C, для удаления загрязненности.

Далее на пластины наносится слой фоторезиста. В данном приборе используется позитивный фоторезист ФП-383. Нанесение осуществляют центрифугированием при следующих режимах: скорость центрифуги

1500-2000 об/мин, время работы центрифуги 10-25 с, время раскрутки 1-2.5с.

После нанесения пластины с фоторезистом сушат.

Сушка проводится при следующих режимах: температура (90-100)⁰C, время сушки 25-30 минут.

На следующем этапе пластины совмещают с фотошаблоном и экспонируют. Время экспонирования 10-30 секунд.

После экспонирования фоторезист проявляют в 2% водном растворе Na₂PO₄. Данная операция предназначена для удаления засвеченных участков фоторезиста. Время проявления 30-80 с.

На следующей операции фоторезист подвергают дублению. Дубление происходит 30-60 минут при температуре (120-150) ⁰C. Для удаления окисла кремния с открытых участков на следующей операции производят селективное травление пластин. Травление производят в растворе NH₄F:HF:H₂O = 3:1:6 в течении (20-50) минут. Травление производят в боксе 5БП2-02.

Последней операцией фотолитографии является снятие фоторезиста. Операция производится в шкафу 2Ш-НХ. Вначале пластину обрабатывают в диэтилформамиде, доведенном до кипения. Затем, после промывки в деионизированной воде их помещают в раствор H₂SO₄ = 1:1 и кипятят 10 минут. На последней стадии пластины сушат.