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

Применение системы автоматического проектирования на ИП Суслова
Почти все крупные предприятия используют в своей работе возможности компьютерной техники, в частности CAD, CAM, САЕ технологии, т.к. они предоставляют ряд преимуществ, таких как ...

Проектирование устройства для измерения статических характеристик электромагнитного двигателя
Ветер - это горизонтальное перемещение, поток воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное и ...

Проектирование модуля управления трехфазным асинхронным двигателем
В настоящее время создано множество схем управления двигателями переменного напряжения. При этом делается большой акцент на применение в этих схемах специальных унифицированных микросхем ...