Эпитаксиально планарный

Для изготовления полупроводниковых И С на биполярных транзисторах широко применяют планарно-эпитаксиаль-н у ю технологию с использованием диффузионных процессов и эпитаксиального наращивания монокристаллического кремния i[79].

Технология производства ИМС состоит из следующих основных ТП: эпитаксиального наращивания, фотолитографии (электронной, рентгеновской литографии), диффузии (ионного легирования), нанесения тонких пленок (металлических, диэлектрических, полупроводниковых).

Пооперационный контроль осуществляют с целью оценки качества проводимой операции. Сюда относятся операции по контролю качества полупроводниковых и пленочных структур, полученных после различных операций, в частности, качества очистки, эпитаксиального наращивания, окисления, диффузии, металлизации, напыления, фотолитографии, разделения, монтажа и др. Пооперационный контроль проводят либо после выполнения, либо в ходе технологической операции, причем в качестве контролируемых объектов используют как изготовленные структуры, так и технологические режимы и среды.

Метод эпитаксии (эпитаксиального наращивания) состоит в том, что на поверхности кристалла полупроводника (п- или р-типа) выращивается новый слой (или слой) того же полупроводника с заданным видом проводимости ( 5, б). При этом наращиваемый слой — точное продолжение монокристаллической структуры исходного кристалла р+ и может иметь тот же или другой тип проводимости, в результате чего можно получить очень резкий п—р-переход.

На основании изложенного можно заключить, что в процессе изготовления биполярных ИМС различные свойства применяемых материалов сочетают так, чтобы можно было избирательно формировать р-п-переходы, выполняющие функции элементов схемы и обеспечивающие надежную изоляцию, а также соответствующие полупроводниковые и металлические слои, выполняющие роль контактных площадок, проводников и пассивных элементов. Решение всех этих задач обеспечивается с помощью определенной последовательности технологических процессов, включающей в себя чередующиеся операции химической обработки поверхности, эпитаксиального наращивания слоев кремния, термического окисления, маскирования поверхности фоторезистом, диффузии примесных атомов для получения слоев с электропроводимостью р- и n-типов, металлизации, нанесения защитного слоя.

в процессе эпитаксиального наращивания, так и при последующих высокотемпературных процессах. Для типичных структур с изоляцией р-л-переходом при толщине эпитаксиального слоя 8—10 мкм область расплывания, отсчитанная от верхней поверхности исходной подложки р-типа, составляет 3—4 мкм. Поверхностное сопротивление материала скрытого я+-слоя обычно изменяется в пределах 12—18 Ом/П. Область расплывания профиля в n-слое можно уменьшить, если в качестве легирующих элементов использовать элементы с меньшими коэффициентами диффузии, например мышьяк или

Методы химической обработки многообразны: жидкостное химическое и электрохимическое травление, газовое травление, плазмохимические методы, которые благодаря высокой чистоте получаемой поверхности, управляемости и возможностям применения автоматизации в настоящее время получают все большее распространение. Для химического травления и очистки подложек перед процессом эпитаксиального наращивания используют высокотемпературное травление в потоке активных газов. Эту обработку и процесс эпитаксиального роста можно проводить в одном и том же аппарате.

Донорными примесями, наиболее широко используемыми при легировании полупроводниковых материалов, являются элементы V группы периодической системы — фосфор, мышьяк и сурьма. При легировании кремния для формирования слоев с электронной электропроводностью чаще других используют фосфор. Это обусловлено тем, что фосфор хорошо растворяется в кремнии, имеет наибольший коэффициент диффузии, а его летучие соединения наименее токсичны. Сурьму и мышьяк применяют при формировании в кремнии сильно легированных скрытых областей, на поверхности которых впоследствии выращивают эпитаксиальные слои. Малые значения коэффициентов диффузии сурьмы и мышьяка предотвращают интенсивное размытие примесного профиля в процессе эпитаксиального наращивания.

Процесс эпитаксиального наращивания проводится в специальных установках, рабочим объемом в которых является кварцевая труба, а в качестве газа-носителя используются водород и азот. Водород перед поступлением в рабочий объем многократно очищается от кислорода, паров воды и других примесей. При установившейся рабочей температуре в поток газа-носителя добавляется хлористый водород и производится предварительное травление подложки. После этого вводятся в поток газа SiClj и соответствующие легирующие примеси.

Интегральные технологические процессы изготовления элементов обеспечивают получение компонентов схемы в виде отдельных областей в полупроводниковых материалах, интегрально (неразрывно) связанных и обладающих характеристиками дискретных радиокомпо-нентов. При этом все межкомпонентные соединения производятся в процессе изготовления интегральных компонентов и также являются интегральными. Интегральные компоненты изготовляются различными методами диффузии, эпитаксиального наращивания, окисления и т.п. Интегральная схема представляет собой пластинку кремния площадью около 1,5 мм2, в теле которой образованы десятки компонентов — транзисторов, диодов и резисторов. Интегральная схема собирается в отдельном герметизированном корпусе стандартной формы и раз-

В процессах механической и химической обработки на поверхности пластин полупроводников остаются различные загрязнения: механические (остатки абразивов и мелких частиц обрабатываемого материала), органические (остатки наклеечных материалов, входящих в состав алмазных паст, масел, следы пальцев и т. п.) и химические (ионы металлов, осаждающиеся на поверхности полупроводника из воды и растворов, а также из металлической основы алмазных отрезных и шлифовальных кругов и т. п.). Их удаляют на различных стадиях изготовления подложек. Непосредственно перед операцией эпитаксиального наращивания подложки подвергают финишной очистке.

Основным элементом полупроводниковых биполярных ИМС является эпитаксиально-планарный транзистор типа п-р-п. Структура интегрального транзистора существенно отличается от структуры дискретного транзистора, что в свою очередь приводит к некоторому различию их физических свойств. На 2.4 приведены топология (а) и структура (б) транзистора ИМС, а на 2.5 — его упрощенные эквивалентные схемы при включениях с общей базой (а) и общим эмиттером (б). Основное отличие интегрального транзистора от дискретного заключается в наличии у интегрального транзистора изолирующего р-/г-перехода, необходимость использования которого вызывает появление паразитного транзистора типа р-п-р и увеличение сопротивления тела коллектора. Параметры интегрального транзистора типа п-р-п в значительной степени определяются параметрами паразитного транзистора.

-- -- эпитаксиально-планарный 265

Диод кремниевый эпитаксиально-планарный.

Диод кремниевый эпитаксиально-планарный.

Варикап кремниевый эпитаксиально-планарный. Предназначен для применения в гибридных интегральных микросхемах.

Варикап кремниевый эпитаксиально-планарный.

Знаковый индикатор арсенид-фосфид-галлиевый эпитаксиально-планарный красного цвета свечения в пластмассовом корпусе. Предназначен для визуальной индикации.

Транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный п-р-п СВЧ усилительный с нормированным коэффициентом шума на частоте 400 МГц.

Транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный п-р-п СВЧ усилительный с нормированным коэффициентом шума на частотах 1 и 2,25 ГГц.

Транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный п-р-п СВЧ усилительный с нормированным коэффициентом шума на частоте 120 МГц.

Транзистор германиевый эпитаксиально-планарный п-р-п СВЧ генераторный маломощный.