Шаблон, используемый для создания области скрытого слоя коллекто­ра, (а) и набор фотошаблонов для фотолитографии (б):

а)1—кремний; 2, 6 — конфигурация области скрытого коллектора, 3 — оксид; 4—неопасный дефект; 5—опасный дефект; б) 1—для создания скрытого слоя; 2—для проведения диффузии в изолирующую область и область базы р-типа (совмещены); 3—для проведения диф­фузии р-типа в область эмиттера; 4 — для создания межсоединений; 5—для создания окон под омические контакты

Для удаления фоторезиста обычно используют горячую серную кислоту или сухое окисление в кисло­родной плазме. После удаления фоторезиста пластины проходят комплекс обработок в растворителях и кислотах, сушатся и переда­ются на операцию диффузии.

По окончании диффузии для создания скрытого коллектора ок­сид удаляется и на всей поверхности пластины формируется эпитаксиальный слой n-типа. Этот слой легируется мышьяком или фосфором в процессе наращивания. Удельное сопротивление слоя должно составлять около 1 Ом • см, толщина — от 0,2 до 10 мкм в зависимости от типа приборов.

Следующие операции — окисление поверхности, ФЛ и травле­ние окон — проводятся для создания области базы и изолирующей диффузионной области. Последняя состоит из замкнутых (кольцевых) участков р+-типа, простирающихся от поверхности кремния через эпитаксиальный слой n-типа к подложке исходного материа­ла р-типа. По завершении изолирующей диффузии эпитаксиальные слои n-типа будут отделены друг от друга областями р-типа: под­ложкой р-типа снизу и изоляционной р+-областью по сторонам.

Изолирующая диффузия обычно протекает в два этапа: на пер­вом осуществляется ввод примеси (бора) и формирование области ее высокой концентрации (загонка). На втором — продолжитель­ный цикл перераспределения примеси, в результате которого бор, образующий р — n-переход, должен проникнуть на достаточную глубину (разгонка).

Повторное окисление во время перераспределения изолирующе­го слоя облегчает маскирование для последующей базовой диффу­зии. Эта операция часто разбивается на два отдельных тепловых цикла диффузии примеси р-типа. Нормальная глубина перехода должна составлять 1,2 ... 2 мкм.

Диффузия бора для создания базы проводится, как правило, в две стадии, причем после первой стадии образовавшееся боросиликатное стекло должно быть удалено с поверхности пластин. На второй стадии диффузии в окнах базы наращивается слой оксида, достаточный для маскирования при эмиттерной диффузии. Выбор метода диффузии определяется конкретными условиями производ­ства. Применяют твердые и жидкие источники диффузанта.

Фотолитография эмиттера заключается в создании окон в слое оксида, выращенном над базовой областью в процессе предыдущей диффузии. Опасные дефекты для ФЛ эмиттера — островки оксида внутри окон и проколы в оксиде, защищающем базовую область. Например, проколы, попадающие в область распространения объ­емного заряда перехода база — коллектор, могут снизить пробив­ное напряжение прибора. Помимо дефектов при ФЛ на выход год­ных изделий влияет точность совмещения эмиттерного и базового окон.

Диффузия фосфора для создания эмиттера осуществляется обычно из жидкого источника — треххлористого фосфора или хлор окиси фосфора. Поверхностное сопротивление диффузионного слоя поддерживается в пределах 1 ... 30 Ом/О, а глубина р — n-перехода варьируется таким образом, чтобы достигалась заданная ши­рина активной базы транзистора.

Оксид, образовавшийся на поверхности пластины во время пе­рераспределения примесей, служит в качестве маски при после­дующей диффузии для создания эмиттера, а в качестве примесей n-типа наиболее часто используется фосфор. Глубина р — n-перехода регулируется во время цикла перераспределения так, чтобы обеспечить ширину базы 0,3 ... 0,8 мкм. Для этого глубина диф­фузии эмиттера должна быть 0,8 ... 1 мкм.

После создания областей п — р — n-типа в структуре кремния необходимо сформировать омические контакты алюминия с крем­нием в каждой области. С этой целью вскрываются окна под кон­такты и проводится диффузия в соответствующие области.

Фотолитография контактных окон — наиболее ответственная фотолитографическая операция при изготовлении структур ИМС. В этой операции одинаково важную роль играют и точная переда­ча размеров окон, и качество совмещения, и наличие дефектов — проколов в слое оксида. При этом размеры контактных окон и зазоры при их совмещении всегда меньше, чем размеры и зазоры на других операциях ФЛ. Размеры проколов, опасных при ФЛ кон­тактных окон, также очень малы — доли микрометра. Адгезия фо­торезиста к фосфоросиликатному стеклу, остающемуся после соз­дания эмиттера, значительно ниже, чем адгезия его к оксиду. В ре­зультате часто наблюдаются растравливание, увеличение размеров окон и другие виды брака. Дефекты, возникшие на стадии ФЛ кон­тактных окон, проявляются после формирования контактов. Алюминий, например, проникает сквозь проколы в оксидной пленке толщиной около 0,3 мкм. Поэтому отсутствие дефектов — важней­шее требование, предъявляемое к ФЛ контактных окон.

Металлизация контактов производится напылением алюминия в вакууме. Толщина алюминия колеблется от 0,1 до 0,2 мкм в обычных ИМС. От способа и режима напыления в большой степе­ни зависят характеристики контактов и качество последующей ФЛ.

Фотолитография контактов не очень сложна при малых толщи­нах слоя алюминия (0,1 мкм). Дефектами ее являются только невытравленные участки алюминия между контактными полосками, вызывающие замыкания линий.

При химической обработке пластин с алюминиевыми контакта­ми в отличие от предыдущих обработок для удаления фоторези­ста нельзя использовать кислоты. Обычно применяют горячие орга­нические растворы или удаляют фоторезист в кислородной плазме. Термообработку напыленных алюминиевых контактов при температуре 450°С в атмосфере аргона (5 ... 10 мин) производят для улучшения адгезии алюминиевого слоя к оксиду и снижения пере­ходных сопротивлений контактов.

Проверка вольт-амперных характеристик структур осуществляется с помощью зондовых установок; одновременно бракованные структуры маркируют.