Технология производства ИС

Содержание

Слайд 2

Преимущества КМОП ИС над биполярными ИС

Малые размеры и площадь
Упрощенная изоляция
Низкая потребляемая и

Преимущества КМОП ИС над биполярными ИС Малые размеры и площадь Упрощенная изоляция
рассеиваемая мощность
Устойчивость к перегрузкам
Высокое входное сопротивление
Помехоустойчивость
Низкая себестоимость производства

Слайд 3

КМОП структура

КМОП структура

Слайд 4

КМОП процесс

КМОП процесс

Слайд 10

Базовые операции технологического маршрута создания n-МОП – транзистора

А - А

а) Нанесение

Базовые операции технологического маршрута создания n-МОП – транзистора А - А а)
фоторезиста
б) Совмещение фотошаблона
в) Экспонирование

Исходный материал – подложка р-типа

1. Формирование маскирующего слоя SiO2 (осаждение)

2. Фотолитография 1, шаблон N+-слоя (тонкий окисел)

Слайд 11

г) Проявление

д) Формирование рельефа
в маскирующем слое (травление)

г) Проявление д) Формирование рельефа в маскирующем слое (травление)

Слайд 12

3. Подзатворное окисление (отжиг в окисляющей среде)

4. Осаждение поликремния

3. Подзатворное окисление (отжиг в окисляющей среде) 4. Осаждение поликремния

Слайд 13

5. Фотолитография 2, шаблон поликремния

А - А

5. Фотолитография 2, шаблон поликремния А - А

Слайд 14

6. Легирование
и термический отжиг N+-слоя

Р (Аs)‏

N+

N+

7. Осаждение маскирующего окисла

6. Легирование и термический отжиг N+-слоя Р (Аs)‏ N+ N+ 7. Осаждение маскирующего окисла

Слайд 15

8. Фотолитография 3, шаблон контактных окон

9. Вскрытие контактных окон

А -

8. Фотолитография 3, шаблон контактных окон 9. Вскрытие контактных окон А - А АI – АI
А

АI – АI

Слайд 16

10. Осаждение металла

11. Фотолитография 4, шаблон металлизации

10. Осаждение металла 11. Фотолитография 4, шаблон металлизации

Слайд 17

12. Формирование разводки в слое Металл 1 (травление)

А - А

АI –

12. Формирование разводки в слое Металл 1 (травление) А - А АI
АI

В - В

ВI – ВI

Слайд 18

Основные технологические операции

Фотолитография
Осаждение
Ионное легирование
Отжиг
Травление

Любая интегральная структура формируется с помощью одних и тех

Основные технологические операции Фотолитография Осаждение Ионное легирование Отжиг Травление Любая интегральная структура
же многократно повторяющихся технологических операций

Слайд 19

Литография

Литография (от греческого lithos – камень, grapho – пишу, рисую) –технологический процесс,

Литография Литография (от греческого lithos – камень, grapho – пишу, рисую) –технологический
предназначенный для формирования на кремниевой подложке топологического рисунка микросхемы с помощью чувствительных к излучению покрытий.
По типу излучения литография делится на:
оптическую (фотолитографию) – длина волны от 200 до 450 нм
рентгеновскую – длина волны от 0.5 до 1.5 нм
электронную – длина волны 0.01 нм
Самая распространенная – фотолитография.
Чем меньше длина волны, тем меньшие размеры элементов можно получить.

Слайд 20

Фотошаблон – стеклянная пластина со сформированным на ее поверхности рисунком элементов схем

Фотошаблон – стеклянная пластина со сформированным на ее поверхности рисунком элементов схем
из материала, не пропускающего электромагнитное излучение.
Фоторезист – полимерный светочувствительный материал, который наносится на обрабатываемый материал с целью получить соответствующее фотошаблону расположение окон для доступа травящих или иных веществ к поверхности обрабатываемого материала.

Определения

Слайд 21

Экспонирование – процесс облучения светочувствительного материала (фоторезиста) электромагнитным излучением. Воздействие либо разрушает

Экспонирование – процесс облучения светочувствительного материала (фоторезиста) электромагнитным излучением. Воздействие либо разрушает
фоторезист, или, наоборот, вызывает его полимеризацию и понижает его растворимость в специальном растворителе.
Проявление фоторезиста – процесс удаления слоя фоторезиста из тех областей, где он не нужен.
Селективность процесса травления говорит о различных скоростях травления в разных направлениях

Определения

Слайд 22

Суть метода фотолитографии

На стеклянную пластину наносят топологический рисунок, непрозрачный для излучения (это

Суть метода фотолитографии На стеклянную пластину наносят топологический рисунок, непрозрачный для излучения
фотошаблон).
При экспонировании рисунок фотошаблона передается на слой фоторезиста, чтобы после проявления воплотиться в виде защитного рельефа.
Передача рисунка с фотошаблона на фоторезист осуществляется либо при непосредственном контакте (контактная фотолитография), либо проецированием его в различных (от 1:1 до 10:1) масштабах через высококачественный объектив (проекционная фотолитография).

Слайд 23

Установка фотолитографии

Установка фотолитографии

Слайд 24

Фотоповторитель

Стол фотоповторителя перемещается на нужный шаг, обеспечивая многократный перенос изображения на фотошаблон.

Фотоповторитель Стол фотоповторителя перемещается на нужный шаг, обеспечивая многократный перенос изображения на фотошаблон.

Слайд 25

Проецирование в масштабе 4 : 1

Метки, по которым совмещают фотошаблон с пластиной

Проецирование в масштабе 4 : 1 Метки, по которым совмещают фотошаблон с пластиной

Слайд 26

Основные достоинства фотолитографии

Гибкость, т. е. простой переход от одной конфигурации к

Основные достоинства фотолитографии Гибкость, т. е. простой переход от одной конфигурации к
другой путем смены фотошаблонов.
Точность и высокая разрешающая способность.
Высокая производительность, обусловленная групповым характером обработки, когда на пластине одновременно формируются от десятка до нескольких тысяч структур будущей ИМС.
Универсальность, т. е. совместимость с другими технологическими процессами.

Слайд 27

Фоторезисты — материалы, чувствительные к излучению. Фоторезисты делятся на 2 класса:

Негативные – неэкспонированные

Фоторезисты — материалы, чувствительные к излучению. Фоторезисты делятся на 2 класса: Негативные
участки вымываются, а экспонированные образуют рельеф (маску) заданной конфигурации.
Позитивные – экспонированные участки вымываются, а неэкспонированные образуют рельеф (маску) заданной конфигурации.

При последующей обработке происходит травление в «окнах», образованных засвеченными (позитивный фоторезист) или незасвеченными (негативный фоторезист) участками фоторезиста.

Слайд 28

Основные свойства фоторезистов

Экспозиция – количество света, попадающего на светочувствительный фотоматериал за определенный

Основные свойства фоторезистов Экспозиция – количество света, попадающего на светочувствительный фотоматериал за
промежуток времени.
Светочувствительность – величина, обратная экспозиции, требуемой для перевода фоторезиста в растворимое или нерастворимое состояние под воздействием света.
Разрешающая способность – минимальный размер рисунка, который может быть получен с помощью системы экспонирования.
Стойкость к воздействию агрессивных факторов.
Стабильность эксплуатационных свойств фоторезисторов во времени выражается сроком службы при определенных условиях хранения и использования.

Слайд 29

Экспозиция и светочувствительность

Свет проникает на всю глубину фоторезиста и отражается в обратную

Экспозиция и светочувствительность Свет проникает на всю глубину фоторезиста и отражается в
сторону. Оба потока участвуют в процессе проявления фоторезиста. Необходимо правильно подобрать мощность излучения и время воздействия.

Экспозиция
H = E * t,
где E – интенсивность излучения (мощность на единицу площади),
t – время экспонирования, сек.
Светочувствительность – 1/H.

фоторезист

Слайд 30

Разрешающая способность

Разрешающая способность зависит от многих технологических факторов, а также от свойств

Разрешающая способность Разрешающая способность зависит от многих технологических факторов, а также от
фоторезиста и источника излучения:
свойств и толщины фоторезиста;
свойств и качества фотошаблонов;
длины волны излучения;
времени экспонирования;
фокусировки;
селективности;
обработки поверхности подложки.

Слайд 31

Фокусировка

Фокусировка

Слайд 32

Искажение рисунка при фотолитографии

Изгиб подложки может приводить к значительным искажениям рисунка

Дифракция светового

Искажение рисунка при фотолитографии Изгиб подложки может приводить к значительным искажениям рисунка
потока (на краю рисунка световой поток расширяется и заходит в область геометрической тени)

Интерференция светового потока (наложение волн)

Слайд 33

Литература:

1.      Королев М.А., Ревелева М.А. Технология и конструкции интегральных микросхем. ч.1. 2000

Литература: 1. Королев М.А., Ревелева М.А. Технология и конструкции интегральных микросхем. ч.1.
М; МИЭТ.
2. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Ревелева М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч. / под общей ред. Чаплыгина Ю.А. –Ч. 1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование. – 397 с. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2007
Имя файла: Технология-производства-ИС.pptx
Количество просмотров: 244
Количество скачиваний: 3