Разработка основных этапов технологического процесса изготовления диффузионного резистора в составе ИМС

Проявление и термообработка фотомаски. В процессе проявления избирательно растворяются участки фотослоя - в нашем случае при использовании негативного фоторезиста - неэкспонированные. Будем использовать особенно эффективный способ проявления - пульверизационный (струйный) (рис.14), который облегчает автоматизацию процесса и позволяет объединить его с последующими операциями отмывки и сушки в едином агрегате. Для проявления: температура 20 ºС, рН 12.4, для сушки: время 1ч, максимальная температура 150 ºС, повышение температуры проводить ступенчато в три этапа.

Рис.14.Схема центрифуги для струйного проявления: 1 - Полый ротор; 2 - Днище камеры с отверстием для сброса реактивов; 3 - Струйная форсунка сушки; 4 - Пневматические форсунки проявления и промывки; 5 - Платформа с пластинами; 6 - Съемная крышка

Травление слоя окиси кремния - в буферном травителе, содержащем плавиковую кислоту (40%) для реакции:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

Выделяющийся при этом газообразный четырехфтористый кремний связывается в SiF6 и не приводит к растрескиванию и отслаиванию фотомаски по контуру рисунка благодаря наличию в составе травителя фтористого аммония NH4F (48%). Оставшаяся доля в травителе - вода. Использовать автомат химической обработки полупроводниковых пластин АФОП, позволяющий проводить травление, отмывку и сушку.

Удаление фотомаски проводим воздействием концентрированной серной кислотой при 160 ºС. При этом имеет место химическая деструкция фоторезиста. Для удаления фоторезистивных масок использовать полуавтомат «Плазма-600» или подобные.

. Вскрытие окон в окисле под разделительную диффузию примеси.

Изолирующая диффузионная область состоит из кольцевых участков р+-типа, простирающихся от поверхности кремния через эпитаксиальный слой п-типа к подложке исходного материала р-типа. По завершении изолирующей диффузии эпитаксиальные слои п-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. На втором - продолжительный цикл перераспределения примеси, в результате которого бор, образующий р-п переход, должен проникнуть на достаточную глубину.

. Окисление поверхности для базовой диффузии.

. Фотолитография для вскрытия окон под базовую диффузию.

. Формирование базового слоя диффузией примеси р-типа.

Цель проведения диффузии - внедрение атомов легирующего элемента в кристаллическую решетку полупроводника для образования области с противоположным по отношению к исходному материалу типом проводимости.

В качестве легирующего элемента выберем бор, т.к. этот элемент имеет достаточно высокую скорость диффузии и хорошую растворимость в полупроводнике при температуре диффузии.

Температура диффузии: 1150 ºС, коэффициент диффузии - количество примесных атомов, проходящих через площадку 1 см2 за 1 с при градиенте концентрации атомов примеси, равном 1 см-4, иначе говоря, плотность потока при единичном градиенте концентрации: 10-12 см2 / с.

Так как бор является тугоплавким элементом и при температуре диффузии имеет ничтожно малую упругость пара, то в качестве источника примеси применяют различные соединения (ангидриды, галогениды, гидриды и т.д.), называемые диффузантами.

В нашем случае целесообразно использовать жидкий диффузант BBr3. Это связано с тем, что при использовании твердых диффузантов трудно регулировать давление паров, кроме того, для их испарения требуется высокая и стабильная температура, а газовые диффузанты высокотоксичны, поэтому их использование требует дополнительных затрат на герметизацию элементов установки, контроль производственной атмосферы и т.д. Жидкие же диффузанты подобных недостатков лишены. Они обладают высокой упругостью пара при невысоких температурах, для них применяют простые однозонные печи (например диффузионную однозонную печь СДО-125/ 3-12):

Читайте также

Проект организации широкополосного доступа в коттеджном микрорайоне Чистопрудный г. Ижевска
Возможность в любое время в любом месте при любых условиях иметь доступ к неограниченным информационным ресурсам становится для современного человека одним из самых важных аспектов жизни ...

Организация связи по оптическому кабелю магистрали Коченево-Мамонтово
Телекоммуникации являются основой развития общества. Постоянно растущий спрос, как на обычные телефонные, так и на новые виды услуг связи, включая услуги Интернет, предъявляет новые тре ...

Проектирование системы управления вентильным преобразователем
Вентильные преобразователи широко применяются для преобразования энергии, вырабатываемой и передаваемой в виде переменного напряжения промышленной частоты 50Гц в электрическую энергию др ...