Основные этапы технологии биполярных имс

Опишем базовый процесс формирования биполярной ИМС с изоляцией элементов при помощи р— n-перехода на примере интегрального n — р — n-транзистора. Пластина кремния р-типа, отполированная до шероховатости 0,001 мкм, служит исходным материалом.

Bce операции окисления осуществляются для того, чтобы по имеющемуся набору ФШ (масок) при помощи ФЛ вскрыть окна для проведения последующих операций: диффузии, создания кон­тактов и др. Так, первые окисление и ФЛ определяют начальные границы диффузионной области n-типа скрытого слоя коллектора.

Технологический процесс формирования биполярных полупроводниковых структур

Наименование операции	Профиль структуры
Очистка пластин р-типа после полировки; определе­ние их качества
Первоначальное окисление; контроль наличия пор и толщины оксида
Фотолитография для создания области скрытого коллектора (используется шаблон I)
Диффузия для создания скрытого слоя коллектора; контроль поверхностного сопротивления области скрытого коллектора
Снятие оксида
Осаждение эпитаксиального слоя кремния л-типа; контроль сопротивления и дефектности эпитаксиаль­ного слоя
Повторное окисление; контроль наличия пор и тол­щины оксида
Фотолитография для проведения диффузии в изоли­рующую область и область базы (шаблон II)
Диффузия, формирующая область базы и изолирую­щее кольцо
Окисление и фотолитография для создания области эмиттера (шаблон III)
Диффузия для создания области эмиттера и замы­кание изолирующего кольца
Первая фотолитография для создания областей п^+под омические -контакты к эмиттеру и коллектору (шаблон IV)
Вторая литография для создания диффузией обла­стей р^+ под омический контакт к области базы (шаблон V)
Металлизация алюминием
Фотолитография для создания контактов (шаблон VI); вжигание алюминия
Металлизация и фотолитография для создания межсоединений (коммутации) (шаблон VII); электриче­ский контроль на функционирование; скрайбирование; сборка; выявление отказов и отбраковка; ана­лиз отказов и введение корректив в ТП

Для первой диффузии используется, как правило, мышьяк, имею­щий меньший коэффициент диффузии, чем фосфор, что позволяет более свободно оперировать дальнейшими тепловыми циклами, которые проводятся при последующих операциях эпитаксии, диффу­зии и окисления (или химического нанесения оксида).

Первое окисление пластин осуществляется при температуре 1000 ... 1200 °С в особо чистых условиях. Толщина первого оксида составляет обычно 0,5 ... 1 мкм. Предъявляются строгие требова­ния к бездефектности оксида.

При первой ФЛ в оксиде вытравливают окна, в которые затем проводится диффузия As для создания областей скрытого коллек­тора. На окисленную пластину наносят слой фоторезиста и экспо­нируют его через первый ФШ. При ФЛ опас­ны остающиеся в окнах оксидные островки, которые возникают в основном из-за дефектов ФШ. Под такие островки может не диф­фундировать легирующая примесь, в результате чего после созда­ния области возникнут утечки тока или замыкание цепей эмиттер—коллектор.

Химическая обработка оксида после ФЛ предназначена для уда­ления фоторезиста и подготовки пластин к диффузии. При этой обработке в отличие от обработки перед первым окислением нель­зя применять травление в плавиковой кислоте из-за наличия оксида на поверхности пластин.