Изготовление биполярной ИС с изопланарной изоляцией транзисторов

1. Изготовление биполярной ИС с изопланарной изоляцией транзисторов

2. Создание скрытого коллекторного слоя

• Обработка поверхности пластины кремния p -типа
• Окисление
• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка мышьяка (диффузия из неограниченного источника)
• Удаление оксида
• Выращивание эпитаксиального слоя кремния n -типа
• Окисление
l3
О2
n
n+
p

3. Создание изолирующих областей

Нанесение нитрида кремния химическим осаждением из газовой фазы
Фотолитография – формирование рисунка в оксиде и нитриде
Травление канавок на половину глубины изолирующих областей
Фотолитография – средняя канавка закрывается фоторезистом
Ионная имплантация бора в канавки
Удаление фоторезиста
Окисление
Удаление нитрида кремния
SiO2
SiO2
p+
SiO2
p+
n
p+
p
n+
n+
p+

4. Создание глубокого коллектора

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка фосфора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
О2
SiO2
SiO2
n+
n+
SiO2
n
p+
p
n+
p+

5. Создание пассивной базы

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка бора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
3
p+
p+
SiO2
SiO2
n+
n+
SiO2
n
p+
p
n+
p+

6. Создание активной базы

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка бора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
О2
p+
SiO2
p
p
SiO2
n+
n+
n
p+
p+
p
SiO2
n+
p+
p+

7. Создание эмиттера

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка фосфора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
p+
SiO2
n++
p
SiO2
n+
n
p+
p
n++
n++
SiO2
n+
p+

8. Создание металлизации

Фотолитография – вскрытие окон в оксиде для создания контактов к областям
Напыление алюминия с 1% кремния
Фотолитография – формирование рисунка в слое металла
Нанесение оксида кремния плазмохимическим методом
Термообработка – «вжигание» контактов
Фотолитография – вскрытие окон в диэлектрике над контактными площадками
p+
SiO2
n++
p
SiO2
n+
n
p+
p
n++
SiO2
n+
p+

9.

Изменения кремниевой структуры со скрытыми слоями при
формировании полупроводниковых микросхем по эпипланарной
технологии

10. Изготовление биполярной ИС с щелевой изоляцией транзисторов

11. Создание скрытого коллекторного слоя

• Обработка поверхности пластины кремния p -типа
• Загонка мышьяка (диффузия из неограниченного источника)
• Выращивание эпитаксиального слоя кремния n -типа
• Окисление
n
n+
p

12. Создание изолирующих областей

Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
Ионное травление канавок до глубины средней канавки
Фотолитография – средняя канавка закрывается фоторезистом
Ионное травление изолирующих канавок
Ионная имплантация бора в канавки
Удаление фоторезиста
Окисление
Осаждение поликремния в канавки
Окисление
n
Si*
Si*
Si*
p+
p+
n+
p

13. Создание глубокого коллектора

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка фосфора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
nn
n+
Si*
Si*
n+
Si*
Si*
Si*
Si*
p+
p+
p+
p+
n+
n+
pp

14. Создание пассивной базы

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка бора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
3
p+
p+
nn
Si*
Si*
Si*
Si*
n+
n+
Si*
Si*
n+
n+
pp
p+
p+

15. Создание активной базы

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка бора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
О2
p
p
nn
p+
p+
Si*
Si*
Si*
Si*
n+
n+
Si*
Si*
n+
n+
pp
p+
p+
p+
p+

16. Создание эмиттера

• Фотолитография – формирование рисунка в оксиде
• Загонка фосфора (диффузия из неограниченного источника)
• Окисление с разгонкой примеси
n++
n++
nn
p+
n++
n++
p
p
Si*
Si*
Si*
Si*
n+
n+
Si*
Si*
n+
n+
pp
p+
p+
p+
p+

17. Создание металлизации

Фотолитография – вскрытие окон в оксиде для создания контактов к областям
Напыление алюминия с 1% кремния
Фотолитография – формирование рисунка в слое металла
Нанесение оксида кремния плазмохимическим методом
Термообработка – «вжигание» контактов
Фотолитография – вскрытие окон в диэлектрике над контактными площадками
n++
p+
n++
n
p
Si*
Si*
n+
Si*
n+
p
p+
p+

18. ЭПИК-процесс

Диэлектрическая изоляция элементов

19. Формирование скрытого коллекторного слоя

n+

20. Анизотропное травление, канавки заполняются поликремнием

n+

21. Кремний сошлифовывается

n+

22. Формирование базы и эмиттера

n+
p+
n+
n+

23.

Схема изготовления
КМОП-КНС-ИМ

24.

25.

Кремний на
сапфире
Рис. 30 - 32
биполярный
МДП

26.

Гибридная ИС
Рис. 3
Совмещенная
ИС
Рис. 2

27.

Дискретные транзисторы
биполярный
Рис. 25 - 28
МДП
ПТУП

28.

МДП
Рис. 33
Рис. 34

29.

Изопланар
Рис. 23
Изоляция
V-образными
канавками
Рис. 24

30.

Рис. 19
Рис. 20

31.

Рис. 10
Рис. 11