Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni ishlab chiqarish texnologiyasi

Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni ishlab chiqarish texnologiyasi
Yarimo'tkazgich texnologiyasi turiga qarab (lokalizatsiya va litografiya, vakuumli yotqizish va galvanik cho'kma, epitaksiya, diffuziya, doping va qotish), o'tkazuvchanligi har xil bo'lgan, ular sig'imga, yoki faol qarshilikka yoki har xil yarimo'tkazgichli qurilmalarga teng. Nopokliklarning kontsentratsiyasini o'zgartirib, kristalda ma'lum bir elektr zanjirini takrorlaydigan ko'p qatlamli tuzilishga ega bo'lish mumkin.
Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish uchun guruh usullari qo'llaniladi integral mikrosxemalar bir texnologik tsiklga bir necha yuz mikrosxemalar olish imkonini beradi. Eng keng tarqalgan mikrosxemalar elementlari (kondansatörler, rezistorlar, diodlar va tranzistorlar) bir tekislikda yoki substratning bir tomonida joylashganligidan iborat bo'lgan guruhli tekislik usulini oldi.


Бубновский:"Я устал повторять!Если болят колени и тазобедренный сустав, срочно уберите ...

Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan asosiy texnologik jarayonlarni (termik oksidlanish, litografiya, epitaksiya, diffuziya va ionli doping) ko'rib chiqing.
Guruch. 22. Salbiy (a) va musbat (b) fotorezistlar yordamida tasvirlarni uzatish:
1 - fotoskopning asosi, 2 - fotoskop naqshining shaffof bo'lmagan joylari, 3 - fotorezist qatlami, 4 - substrat
Termal oksidlanish yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqarishda ma'lum bo'lgan odatdagi texnologik jarayonlardan unchalik farq qilmaydi. Silikon yarimo'tkazgichli mikrosxemalar texnologiyasida oksidli qatlamlar keyingi o'tkaziladigan texnologik jarayonlarda yarimo'tkazgichli kristallning alohida elementlarini (elementlar, mikrosxemalar) ajratishga xizmat qiladi.
Litografiya-yarimo'tkazgichli kristallga mikrosxemalar elementlari tasvirini olishning eng ko'p qirrali usuli bo'lib, uch turga bo'linadi: optik, rentgen va elektron.


Бубновский :"Уколы не лечат суставы! Если ноют колени и тазобедренный сустав втирайте ...

Yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda eng ko'p texnologik jarayon optik litografiya yoki fotolitografiya hisoblanadi. Fotolitografiya jarayonining mohiyati niqob orqali ochilganda nurga sezgir qoplamalarda (fotorezistlar) sodir bo'ladigan fotokimyoviy hodisalarni ishlatishga asoslangan. Fig. 22, a salbiy jarayonini ko'rsatadi va rasmda. 22, b - fotorezistlar yordamida tasvirni ijobiy uzatish va rasmda. 23da fotolitografiyaning texnologik jarayonining diagrammasi ko'rsatilgan.
Fotorezit niqobi yordamida fotolitografiyaning butun jarayoni uchta asosiy bosqichdan iborat: substrat yuzasida fotorezistiv qatlam 1, fotorezist kontakt niqobi II va fotoskopdan tasvirni fotorezistiv qatlam III ga o'tkazish.
Fotolitografiya kontaktsiz va kontaktli usullar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Kontaktsiz fotolitografiya, kontakt bilan solishtirganda, yuqori darajadagi integratsiyani va fototexnikaga yuqori talablarni beradi.
Mikroto'lqinli modelni fotolitografik usul bilan olish jarayoni tegishli texnologik boshqaruv kartalarida ko'zda tutilgan bir qator nazorat operatsiyalari bilan birga keladi.
Lentografiya rentgen nurlarining to'lqin uzunligi nurga qaraganda qisqaroq bo'lgani uchun yuqori aniqlikdagi (yuqori darajadagi integratsiyalashuv) ruxsat beradi. Biroq, rentgen litografiyasi yanada murakkab texnologik uskunalarni talab qiladi.
Elektron litografiya (elektron-nurli ekspozitsiya) maxsus vakuumli qurilmalarda amalga oshiriladi va yuqori mikrosxemalar namunasini olish imkonini beradi. Litografiyaning bu turi oson avtomatlashtirilgan va ko'p sonli (105 dan ortiq) elementli katta integral mikrosxemalarni ishlab chiqarishda bir qator afzalliklarga ega.
Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgich elementlari va mikrosxemalar komponentlari uchta usulda olinadi: epitaksiya, termal diffuziya va ionli doping.
Epitaksiya - bu kristalli substratning yo'naltiruvchi harakatini amalga oshirish orqali buyurtma qilingan kristalli tuzilishga ega bo'lgan qatlamlarning o'sishi jarayonidir. Substratning kristall panjarasini muntazam ravishda davom ettiradigan yangi moddaning yo'naltirilgan ifodalangan qatlamlariga epitaksial qatlamlar deyiladi. Kristall ustidagi epitaksial qatlamlar vakuum ostida o'stiriladi. Yarimo'tkazgichli qatlamlarning epitaksial o'sish jarayonlari yupqa plyonka ishlab chiqarishga o'xshaydi. Epitaksiyani quyidagi bosqichlarga bo'lish mumkin: qatlam moddasining atomlari yoki molekulalarini substrat kristalining yuzasiga etkazib berish va ularning sirt ustida ko'chishi; sirt kristallanish markazlari yaqinida moddaning zarralarini guruhlash va qatlam yadrolari shakllanishining boshlanishi; individual embrionlar birlashguncha va uzluksiz qatlam hosil bo'lguncha o'sishi.


Не выбрасывайте чайные пакетики: сослужат очень хорошую службу



Секрет от агронома: чтобы сорняки ушли без следа, посыпьте свой участок обычной 5%…



Ученый перечислил полезные для человека комнатные растения

Epitaksial jarayonlar juda xilma -xil bo'lishi mumkin. Amaldagi materialga qarab (yarimo'tkazgichli plastinka va qotishma elementlar), epitaksiyali jarayon yordamida, bir hil (biroz boshqacha) kimyoviy tarkibi elektron-teshikli o'tishlar, shuningdek, har xil turdagi o'tkazuvchanlik qatlamlari o'sishining bir qatlamli va ko'p qatlamli tuzilmalari. Bu usul yordamida murakkab kombinatsiyalarni olish mumkin: yarimo'tkazgich - yarimo'tkazgich; yarimo'tkazgich -
Dielektrik; yarimo'tkazgich - metall.
Hozirgi vaqtda SiO2 - epitaksial -planar texnologiyali kontaktli niqoblar yordamida eng ko'p ishlatiladigan selektiv mahalliy epitaksial o'sish.
Belgilangan epitaksial qatlamlarning parametrlarini olish uchun qalinligi, qarshiligi, nopoklik kontsentratsiyasining qatlam qalinligi bo'yicha taqsimlanishi va nuqsonlarning zichligi kuzatiladi va sozlanadi. Bu qatlam parametrlari p-rc birikmalarining buzilish kuchlanishlari va teskari oqimlarini, tranzistorlarning to'yinganlik qarshiligini, ichki qarshilik va strukturalarning volt-faza xarakteristikalari.
Termal diffuziya - bu moddaning zarrachalarining kontsentratsiyasining pasayishi tomon yo'naltirilgan harakati fenomeni, bu kontsentratsiya gradiyenti bilan belgilanadi.


Эта хитрость вернет зрение без операций и уколов даже в 90 лет, записывайте рецепт...



Мне 45,а выгляжу моложе дочери! На 5 минут мажу лицо



Все таблетки в мусорку! Вот что снижает давление за 10 минут ...

Termal diffuziya dopantlarni yarimo'tkazgichli plastmassalarga yoki ular ustida o'stirilgan epitaksial qatlamlarga kiritish uchun keng qo'llaniladi, buning uchun qarama -qarshi mikrosxemalar elementlari olinadi. manba material o'tkazuvchanlik turi yoki pastroq bo'lgan elementlar elektr qarshiligi... Birinchi holda, masalan, emitentlar, ikkinchisida kollektorlar olinadi.
Diffuziya, qoida tariqasida, maxsus kvarts ampulalarida 1000-1350 ° S da o'tkaziladi. Diffuziya va diffuzant (ifloslanish) usuli yarimo'tkazgichning xususiyatlariga va diffuzion tuzilmalar parametrlariga qo'yiladigan talablarga qarab tanlanadi. Diffuziya jarayoni dopantlarning uskunalari va chastotasiga yuqori talablar qo'yadi va parametrlar va qalinliklarni takrorlashda yuqori aniqlikdagi qatlamlarni beradi. P-rc birikmasining chuqurligiga, sirt qarshiligiga yoki nopoklikning sirt kontsentratsiyasiga, ifloslanish kontsentratsiyasining diffuzion qatlam chuqurligiga taqsimlanishiga va zichligiga e'tibor berib, diffuzion qatlamlarning xossalari sinchkovlik bilan nazorat qilinadi. diffuzion qatlamdagi nuqsonlar.
Diffuzion qatlamlarning nuqsonlari (eroziya) yuqori kattalashtirilgan (200xgacha) mikroskop yoki elektroradiografiya yordamida tekshiriladi.
Ionik doping ham qabul qilindi keng qo'llanilishi yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqarishda katta ulanish tekisligi, quyosh batareyalari va boshqalar.


В аптеках нашлось средство, усиливающие зрение в 35 раз! Им оказался обычный...



Бубновский:"Я устал повторять!Если болят колени и тазобедренный сустав, срочно уберите ...



Бубновский :"Уколы не лечат суставы! Если ноют колени и тазобедренный сустав втирайте ...

Ion doping jarayoni boshlang'ich tomonidan belgilanadi kinetik energiya ionlar yarimo'tkazgichda va ikki bosqichda bajariladi. Birinchidan, yarimo'tkazgichli gofretga ionlar vakuumli in'ektsiya bilan quyiladi, so'ngra tavlanish amalga oshiriladi. yuqori harorat, buning natijasida yarimo'tkazgichning shikastlangan tuzilishi tiklanadi va nopoklik ionlari kristall panjara joylarini egallaydi. Yarimo'tkazgichli elementlarni olish usuli har xil mikroto'lqinli konstruktsiyalarni ishlab chiqarishda eng istiqbolli hisoblanadi.
Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni olishning asosiy texnologik bosqichlari rasmda ko'rsatilgan. 24. Mikrosxemada elementlarni olishning eng keng tarqalgan usuli (mikrosxemalar kesimlarini ajratish) - kristall yuzasini (substratni) issiqlik bilan ishlov berish natijasida olingan oksidli plyonka bilan izolyatsiyalash.
Silikon gofret 1 substratida izolyatsion p-gc birikmalarini olish uchun u bir necha soat davomida 1000-1200 ° S gacha bo'lgan oksidlovchi muhitda qayta ishlanadi. . Oksidli plyonkaning qalinligi 3 mikronning o'ndan bir qismiga teng. Bu plyonka boshqa moddaning atomlarining kristallga chuqur kirishiga to'sqinlik qiladi. Ammo, agar siz plyonkani ma'lum joylarda kristall yuzasidan olib tashlasangiz, unda diffuziya yoki yuqorida muhokama qilingan boshqa usullardan foydalanib, kremniyning epitaksial qatlamiga iflosliklarni kiritish mumkin va shu bilan har xil o'tkazuvchanlik maydonlari paydo bo'ladi. Substratda oksidli plyonka olgandan so'ng, substratga fotosensitiv qatlam - fotorezist 4 qo'llaniladi, so'ngra bu qatlam mikrosxemalar topologiyasiga muvofiq undagi fotoskop 5 ning naqshini olish uchun ishlatiladi.


Qorin va yon tomondan yog'lar 3-4 kun ichida ketadi



Верный способ вернуть 100% зрение всего за 7 дней! Перед сном нужно...



Старушка: «Дожить до 113 лет помогла чистка сосудов! Пока я жива - пишите рецепт: в хо ...

Rasmni fotoskopdan silikon gofretning oksidlangan yuzasiga fotorezist qatlami bilan o'tkazish ko'pincha fotografiya va ta'sir qilish - ultrabinafsha nurlar yoki rentgen nurlari yordamida amalga oshiriladi. Keyin ochiq naqshli substrat ishlab chiqiladi. Yoritilgan joylar kislotada eriydi, kremniy oksidi sirtini ochadi. Ochilmagan joylar kristallanadi va erimaydigan maydonlarga aylanadi. 7. Olingan izolyatsion birikmalarning bo'rtma naqshli substratini yuving va quriting. Kremniy oksidi himoyalanmagan joylarini qazib olgandan keyin himoya qatlami fotorezist kimyoviy usulda olib tashlanadi. Shunday qilib, "derazalar" substratda olinadi. O'chirish sxemasini olishning bu usuli musbat deb ataladi.
Guruch. 24. Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni olishning asosiy texnologik bosqichlari
Substratning 6 ta ochiq joylari orqali diffuziya usuli bilan bor yoki fosfor atomlarining aralashmalari kiritiladi, ular izolyatsion to'siqni hosil qiladi 8. Substratning bir -biridan ikkilamchi diffuziya, qazish, o'sish usuli bilan ajratilgan maydonlarida. yoki boshqa usul, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan va o'tkazuvchi plyonkalarning 9 faol va passiv elementlari olinadi.
Yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalarni olish texnologiyasi 15-20, ba'zan esa ko'proq operatsiyalardan iborat. Keyin
Barcha kontaktlarning zanglashiga olib keluvchi komponentlari olinadi va oksidli plyonka komponentlar o'tkazgichlari joylashadigan joylardan kesiladi, yarimo'tkazgichlar pallasi alyuminiy plyonka bilan galvanik cho'kma bilan qoplangan. Fotolitografiya yordamida, so'ngra gravitatsiyadan so'ng, kontaktlarning zanglashiga olib keladi.


Эта хитрость вернет зрение без операций и уколов даже в 90 лет, записывайте рецепт...



Мне 45,а выгляжу моложе дочери! На 5 минут мажу лицо



Все таблетки в мусорку! Вот что снижает давление за 10 минут ...

Bir xil turdagi ko'p miqdordagi bir xil mikrosxemalar substratda bitta texnologik tsiklda ishlab chiqarilganligi sababli, plitalar alohida kristallarga bo'linadi, ularning har birida tayyor mikrosxemalar mavjud. Kristallar korpus ushlagichiga yopishtiriladi va mikrosxemaning elektr kontaktlari terminallarga payvandlash, payvandlash va termal siqish orqali simli o'tish moslamalari orqali ulanadi. Tayyor mikrosxemalar, agar kerak bo'lsa, quyida tasvirlangan usullardan biri yordamida muhrlanadi.
Sanoat yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalarning katta assortimentini ishlab chiqaradi. Masalan, diod-tranzistorli ulanishli silikon mikrosxemalar kompyuterning mantiqiy tugunlari va avtomatlashtirish tugunlarida ishlash uchun mo'ljallangan; To'g'ridan-to'g'ri ulangan germaniy yarimo'tkazgichli mikrosxemalar universal NOT-OR mantiqiy almashtirish elementlari hisoblanadi.
Integral mikrosxemalar ishlab chiqarish texnologiyasining yanada rivojlanishi mikroelementlarning katta integratsiyali sxemalarini yaratish edi.
Kombinatsiyalangan mikrosxemada elementlar yarimo'tkazgichli substratning hajmida va yuzasida yarimo'tkazgichli va plyonkali mikrosxemalar ishlab chiqarish texnologiyasini birlashtirib tayyorlanadi. Yagona kremniy kristalida - substratda barcha faol elementlar (diodlar, tranzistorlar va boshqalar) diffuziya, zarb va boshqa usullar bilan olinadi, so'ngra passiv elementlar (rezistorlar, kondansatkichlar) va o'tkazgich o'tkazgichlar bu substratga yopiladi. zich silikon oksidi plyonkasi bilan. Birlashtirilgan texnologiya mikro kuchli va yuqori tezlikli integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Mikrosxemaning aloqa yostiqchalari va simlarini olish uchun substratga alyuminiy qatlam yotqiziladi. Devrenli substrat korpusning ichki poydevoriga biriktirilgan, bitta kristalli aloqa yostiqchalari o'tkazgichlar orqali mikrosxemalar korpusining terminallariga ulangan.

Birlashtirilgan integral mikrosxemalar konstruktiv ravishda juda kichik o'lchamli monoblok shaklida tayyorlanishi mumkin. Masalan, 2,54X1,27 mm o'lchamdagi silikon monokristalga ikkita tranzistor va oltita passiv elementdan tashkil topgan ikki bosqichli yuqori chastotali kuchaytirgich o'rnatilgan.

Elektron uskunalarni ishlab chiqishda yarimo'tkazgichli mikrosxemalar integratsiyasining tez o'sishi yuqori darajadagi murakkablikdagi mikrosxemalarni yaratishga olib keldi: LSI, VLSI va BGIS (mikrosxemalar).
Katta integratsiyalangan elektron - bu yarimo'tkazgichli murakkab mikrosxemadir yuqori darajali integratsiyalar. V oxirgi yillar bilan yarimo'tkazgichli LSIlar yaratilgan
1.45x1.6 mm o'lchamdagi 1000 va undan ko'p elementli (tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va boshqalar) 300 va undan ortiq individual integral mikrosxemalar vazifasini bajaruvchi kremniy kristalida. Mikroprosessor (mikrokompyuter) ishlab chiqilgan bo'lib, u mikrosxemada 107 dan ortiq elementlarni birlashtiradi.
Mikrosxemalarning passiv plyonkali qismi bo'lgan dielektrik substratda bir nechta menteşeli LSI tuzilmalaridan foydalanib, loyihalash va ishlab chiqarish oson bo'lgan mikro-yig'ilishlarni (BGIS) olish mumkin.
Mikrosxemalar integratsiyasining o'sishiga avtomatlashtirish va matematik modellashtirishning texnologik jarayoniga topologiyani mashinasozlik dizayni va mikrosxemalar elementlarini shakllantirishning yangi usullarini (ionli doping va boshqalar) qo'llash orqali erishiladi.
LSI dizaynining asosiy tsikli ikki bosqichdan iborat: arxitektura va sxemalar, dizayn va texnologik.
Arxitektura va elektron bosqichi mikrosxemaning arxitekturasi va tuzilishini, funktsional va sxematik elektr sxemalarini, matematik modellashtirish va boshqa ishlarni o'z ichiga oladi.
Dizayn va texnologik bosqich mikrosxemaning topologiyasi va dizaynini, uni ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqishni, shuningdek ularni sinovdan o'tkazishni o'z ichiga oladi.
Hozirgi darajadagi katta va o'ta katta integral mikrosxemalar passiv va faol elementlarga teng bo'lgan hududlarni ajratish mumkin bo'lgan klassik integral mikrosxemalar rivojlanishining oxirgi bosqichini ifodalaydi. Qattiq jismlar molekulalarida (molekulyar elektronika) turli effektlar va fizik hodisalar yordamida elektronikaning elementar bazasini yanada rivojlantirish mumkin.
Zamonaviy yarimo'tkazgichli IClarni ishlab chiqarish jarayoni juda murakkab. U faqat aniq asbob-uskunalar uchun mikro chegarasi bo'lgan maxsus xonalarda o'tkaziladi. Hozirgi vaqtda bipolyar tranzistorlar asosida yarimo'tkazgichli IClarni yaratish uchun asosan alohida elementlar orasidagi izolyatsiyani yaratish usullaridan farq qiluvchi bir necha turdagi texnologik jarayonlar qo'llaniladi. Yarimo'tkazgichli mikrosxemalarni ishlab chiqarishning asosiy texnologik operatsiyalarini olti bosqichga bo'lish mumkin.
1. Plitalarga kesish uchun quyma tayyorlash. Dastlab, kremniyli quyma yetishtiriladi, keyin bu quyma plastinalarni kesish uchun tayyorlanadi - urug 'va dum qismlari kesiladi va elektrofizik parametrlari belgilangan standartlarga mos kelmaydigan yoki qabul qilinmaydigan talablarga ega bo'lgan qismlari olib tashlanadi. Kalibrlash silliqlash g'ildiragi bilan ingot sirtining generatrix bo'ylab silliqlash (dumaloq silliqlash) orqali amalga oshiriladi. Kalibrlashdan so'ng, ingotning uchlari ingotning geometrik o'qiga qat'iy perpendikulyar bo'ladigan qilib maydalanadi va mexanik shikastlangan qatlam va ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun ingotga gravitatsiya qilinadi. . Boshqaruv kristallografik yo'nalish ingotning oxiri va tayanch kesimi rentgen yoki optik usullar bilan amalga oshiriladi. Asosiy va qo'shimcha qismlar yassi silliqlash mashinasida olmosli g'ildirak bilan generatrix bo'ylab ingotni maydalash yo'li bilan olinadi. Bo'limlarni olish uchun ingot maxsus qisqich bilan mahkamlanadi. Asosiy kesimdan so'ng, ingot qisqichga o'raladi, yordamchi kesma mahkamlanadi va maydalanadi. Bo'limlarni maydalashdan so'ng, ingot gravitatsiyalanadi.
2. Plitalarga ingotlarni kesish. Külçeyi kesish, plastinka tayyorlash yo'nalishidagi muhim operatsiya bo'lib, u yuzaning yo'nalishini, qalinligini, tekisligi va qirralarning parallelligini, shuningdek burilishni aniqlaydi.
Silikon ingotlarni gofretga kesishning asosiy usuli-ichki olmosli kesuvchi qirrali disk bilan kesish. Kesilgan plitalar, dastgohlar qurilmasiga qarab, vakuumli striptizchi tomonidan tashiladi yoki mandrelda qoladi. Kesilganidan keyin plitalar yopishqoqlardan tozalanadi, moylash materiallari, chang zarralari.
Ichki qirrali disk bilan kesishning afzalliklari: yuqori kesish tezligi (40 mm / min gacha); sirtni ishlov berishning yaxshi sifati (pürüzlülüğün 8 -klassi); plastinka qalinligida kichik tarqalish (± 20 mikron); kichik material chiqindilari.
Ichki qirrali disk bilan kesishning kamchiliklari: olmos diskni o'rnatishning murakkabligi, uning tarangligi va markazlashtirilishi, ishlov berish sifati va aniqligining asbobning aniqligi va sifatiga bog'liqligi.
Bu usul, boshqa usullar bilan solishtirganda, ta'minlaydi eng yaxshi sifat plitalar va jarayonning yuqori mahsuldorligi.