2.2 Послідовність формування та схема технологічного процесу епітаксійно - планарних імс

Для того, щоб отримати епітаксіально - планарну структуру, в якості вихідної заготовки потрібно взяти монокристалічну пластину кремнію ( ) з провідністю p-типу ( рис.1 ).

p

Рисунок 1

Для створення прихованого шару з провідністю п спочатку у шарі відкривають вікна ( рис. 2 ), через які проводиться термічна дифузія донорної домішки великої концентрації з наступним окисленням ( рис. 3 )

Рисунок 2 Рисунок 3

Далі з поверхні пластини зтравлюється ( наприклад, іонним травленням або хімічним ). Хімічне травлення проводять з використанням плавикової кислоти ( HF ), або травників на її основі з уповільнюючими домішками, наприклад, фторидом амонію . ( рис. 4 ). Після цього на поверхню наноситься епітаксіальний шар Si з провідністю n - типу і поверхня пластини окислюється ( рис. 5 ).

Рисунок 4 Рисунок 5

Для створення колекторних областей по контуру майбутніх транзисторів травляться вікна ( при використані фотолітографії ) у вигляді вузьких замкнутих доріжок ( рис. 6 ). Після цього проводиться роздільна термічна дифузія акцепторних домішок великої концентрації ( р+ ) з наступним окисленням ( рис. 7 ).

Рисунок 6 Рисунок 7

При формуванні базових і емітерних ділянок транзистора послідовно, двічі використовують фотолітографію та термічну дифузію з окисленням ( рис.8 – 11 ).

Рисунок 8 Рисунок 9

Рисунок 10 Рисунок 11

Таким чином, формування структури транзистора закінчено. Залишається виготовити лише з'єднання між елементами. Для цього, спочатку за допомогою фотолітографії у шарі SіО₂ відкривають вікна у місцях контакту зовнішньої розводки з відповідними областями транзистора ( рис. 12 ).

Рисунок 12

Далі на пластину шляхом термічного напилення у вакуумі, наноситься шар ( плівка ) алюмінію ( рис.13 ). Після цього проводять фотолітографію по Аl і травлення його ( рис. 14 ). Шаблон для останньої фотолітографії відповідає електронній схемі мікросхеми.

Рисунок 13 Рисунок 14

Схема технологічного процесу епітаксіально - планарних мікросхем із захованим n+ шаром має такий вигляд:

2.3 Послідовність формування та схема технологічного процесу V - канальних німс

При виготовленні поліпланарних мікросхем на монокристалічну пластину Si р - типу, звільнену від оксиду травленням, методом епітаксії спочатку наноситься тонкий шар з провідністю n+, а потім n - типу. Після цього його поверхня окислюється ( рис. 1 ).

Рисунок 1

Використовуючи спочатку фотолітографію по SiO , а потім іонне травлення SiO і Sі по контуру майбутніх елементів, одержуємо канавки V - подібної форми глибиною трохи більшою, ніж товщина епітаксійного шару ( рис. 2 ).

Рисунок 2

На наступних етапах пластина покривається шаром оксиду ( рис. 3 ) та полікристалічним Sі ( рис. 4 ).

Рисунок 3 Рисунок 4

Далі пластина шліфується, полірується, а потім її поверхня окислюється. В результаті отримуються ізольовані один від одного колектори окремих транзисторів ( рис.5 ).

Рисунок 5

Для отримання базових областей з провідністю р - типу використовують фотолітографію ( рис. 6 ) та термічну дифузію з окисленням ( рис. 7 ).

Рисунок 6 Рисунок 7

Далі знову проводимо фотолітографію. Наступним травленням вікон з послідуючою термічною дифузією виготовляють емітери та приконтактні ділянки у колектора, які мають провідність n+ ( + означає велику електронну провідність близьку до металу ) - рис 8,9.

Рисунок 8 Рисунок 9

Таким чином, у при поверхневому шарі пластини сформована структура транзистора. Далі необхідно виконати систему мініз’єднань. Для цього спочатку за допомогою фотолітографії у шарі SіО₂ відкривають вікна у місцях контакту зовнішньої розводки з відповідними областями транзистора ( рис.10 ).

Рисунок 10

Далі на пластину шляхом термічного напилення у вакуумі наноситься шар ( плівка ) алюмінію ( рис. 11 ). Після цього проводять фотолітографію і травлення по Al ( рис. 12 ). Шаблон для останньої фотолітографії відповідає електронній схемі мікросхеми.

Рисунок 11 Рисунок 12

Схема технологічного процесу має такий вигляд: