4.8. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСХЕМ

Получение Кремния

Сначала готовится слитки чистого кремния. Кремний получают из SiO2 (песок), через стадию SiCl4 и последущее востановление углем C.

Полученный таким образом кремний чистят многократной зонной плавкой:

или выращиванием кристалла из раствора:

Полученные слитки режут специальными алмазными пилами на пластины (wafer).

Обработка пластины

1) Кремниевый субстрат p-типа покрывают слоем SiO2 (желтый на схеме) в газовой печи при высокой температуре 2) Сверху накладывается слой фотороезиста (синий) 3) Под действием электромагнитного излучения прошедшего через маску фоторезист затвердевает. Не освещенные части фоторезиста остаются без изменений 4) Незастывший фоторезист смывается растворителем 5) Верхний слой SiO2 удаляется травлением горячим газом. Остается лишь сверхтонкий изолирующий слой 6) Растворитель удаляет фоторезтист 7) Накладывается слой поликристалического кремния (этот слой будет служить затвором транзистора) 8) фоторезист 9) маска 10) смыв необлученного фоторезиста 11) травление (поликремний и оксидный слой) 12) удаление фоторезиста 13) Легирование кремниевых углублений фосфором (в подложке p-типа образуются зоны n-типа (зеленые).

14) Наносим новый слой SiO2. Он будет изолировать структуру транзистора от метализации 15) Покрываем Фоторезистом 16) Облучаем через Маску 17) Смыв незатвердевшего фоторезиста (образуются пятна SiO2 в местах будующих контактов) 18) Травление кислотой (открываются окна к областям n-типа и затвору) 19) удаление фоторезиста 20) Покрываем тонким слоем алюминия 21) Покрываем фоторезистом 22) Облучаем через маску 23) Смыв незатвердевшего фоторезиста 24) Травление (метал остаеся только под фоторезистом) 25) Удаление фоторезиста Шаги 14-25 повторяют для обеспечения нужного количества слоев металлизации. Пластины перед помещением в печь для создания оксидного слоя:

Пластины нанесение фоторезиста:

Литография:

Пример как выглядит результатирующая структура при 6 слоях металлизации:

Типовые параметры для Тех процессов

---------------------------------------------- P854 1995 0.35 Al Si P856 1997 0.25 Al Si P858 1999 0.18 Al Si P1260 2001 0.13 Cu Si P1262 2003 0.09 Cu Strained Si P1264 2005 0.065 Cu Strained Si P1266 2007 0.045 Cu Strained Si P1268 2009 0.032 Cu Strained Si ---------------------------------------------- Для процесса P1260: ----------------------------------------- Pitch Толщина Aspect Уровень nm nm Ratio ----------------------------------------- Isolation 345 450 - Polysilicon 319 160 - Metal 1 293 280 1.7 Metal 2,3 425 360 1.7 Metal 4 718 570 1.6 Metal 5 1064 1200 1.7 Metal 6 1143 1200 2.1 -----------------------------------------