Разработка основных этапов технологического процесса изготовления диффузионного резистора в составе ИМС

Рис.15. Схема однозонной диффузионной печи: 1 - Источник жидкого диффузанта; 2 - Кран; 3 - Ротаметр; 4 - Кварцевая труба; 5 - Газосмеситель; 6 - Нагреватель; 7 - Кварцевая кассета с пластинами

Для транспортировки паров диффузанта в зону диффузии будем использовать аргон: он не взаимодействует с кремнием и практически не диффундирует в него.

Операционный цикл диффузии включает в себя следущие переходы:

. Промывка реактора аргоном с расходом до 150 дм3 / ч

. Вывод реактора на заданный температурный режим (2 -3 ч)

. Загрузка (через бокс) кассеты с пластинами и прогрев ее в течение 10 мин с подачей аргона для удаления десорбирующихся газов

. Подача аргона с парогазовой смесью (диффузант, кислород)

. Выдержка при постоянной температуре в течение контролируемого времени (собственно процесс диффузии)

. Прекращение подачи смеси и извлечение кассеты с пластинами

Сам процесс диффузии состоит из следующих стадий:

. Взаимодействие диффузанта с кислородом в газовой фазе с выделением ангидрида легирующего элемента:

BBr3 + O2 → B2O3 + Br2

. Диффузия ангидрида через растущий окисел к границе раздела SiO2

. Взаимодействие молекул ангидрида с кремнием и выделение атомарной примеси:

B2O3 + Si → SiO2 + B

. Диффузия атомов легирующего элемента в кристаллической решетке кремния

. Окисление поверхности.

. Фотолитография для вскрытия контактных окон.

В структуре кремния необходимо сформировать омические контакты алюминия с кремнием. 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 фотолитографии. Размеры проколов, опасных при фотолитографии контактных окон, также очень малы - доли микрометра. Дефекты, возникшие на стадии фотолитографии 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 фотолитографии контактных окон.

Читайте также

Проектирование радиоприемного устройства с учетом научно-технического прогресса
Радиоприемное устройство является частью системы передачи сообщений, использующей для этого энергию радиоволн. Оно предназначено для улавливания, преобразования и использования электрома ...

Разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа
Целью дипломного проектирование являлась разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа (БМРЦ) для использования их студентами техникума в качест ...

Проектирование усилителя напряжения
Прежде чем начать рассчитывать усилитель, выберем некоторые его элементы и условия моделирования. В качестве транзисторов будем использовать нашедшие широкое применение в прак ...