Основные этапы изготовления кристалла

Формирование ИС можно условно разделить на три этапа:

блок межкомпонентной изоляции, задача которого изолировать отдельные элементы друг от друга, т.е. сделать все паразитные связи несущественными.

блок активной структуры, задача которого состоит в формировании p- n- переходов эмиттера, базы и коллектора биполярных транзисторов, либо затвора, подзатворного диэлектрика, стоков - истоков МОП транзисторов, а также в получении необходимого номинала резисторов и конденсаторов, входящих в схему.

блок металлизации, задача которого связать все компоненты схемы в одну конструкцию путем формирования шин металлизации и контактов к активным областям сквозь диэлектрическую межслойную изоляцию или к предыдущему уровню металлизации.

 

Рисунок 21.4 - Вид пластин с чмпами

 

Финишные операции

Пластины, прошедшую длинную цепь групповых технологических операций, в результате которых в приповерхностных областях сформированы активные и пассивные элементы в виде ИС, соединённые определённым образом, поступают на финишные операции:

* контроль функционирования (отбраковка кристаллов)

* разделение пластины на кристаллы (скрайбирование)

* Далее сборочные операции:

* посадка кристалла в корпус

* разварка кристалла, т.е. выводов микросхемы на вывода корпуса

* герметизация корпуса

* контроль функционирования

* специальные испытания, подтверждающие надёжность и безотказность изделия при его эксплуатации в критических условиях (повышенная температура, влажность, радиационные воздействия, механические удары и т.д.

Далее собранные и проверенные таким образом кристаллы поступают на продажу

Рисунок 21.4а Вид собранной микросхемы

Изготовление КМОП структуры

Последовательность изготовления КМОП структуры с диэлектрической изоляцией (изоляцией окислом на подложке Р- типа показано на рисунках ниже с использованием окисления, фотолитографий, ионной имплантации, нанесение проводящих и диэлектрических покрытий, травления слоёв для формирования микрорисунка показана на рисунках ниже.

 

 

 

 

 

 

 

Межкомпонентная изоляция

Основными способами межкомпонентной изоляции являются: изоляция окислом, изоляция p - n - переходом, изоляция «канавкой» и изоляция с использованием диэлектрической подложки, отличающимися плотностью компоновки и стоимостью изготовления.

 

		Рисунок 21.8 КМОП структура с изоляцией окислом
			Рисунок 21.9 КМОП структура с изоляцией канавкой

 

 

	Рисунок 21.7 ИС на основе npn биполярных транзисторов с изоляцией окислом

 

 

	Рисунок 21.10 – Сравнение плотности упаковки изоляции локальным окислом (слева) и канавкой (справа)

 

Как видно из рисунков 21.5-21.10 плотность упаковки увеличивается с использованием изоляции локальным окислом и ещё больше с изоляцией канавкой по сравнению с изоляцией pn переходом. Так для изоляции pn переходом характерно наличие зазора между высоколегированными областями из-за необходимости обеспечения высокого пробивного напряжения, а изоляция локальным окислом страдает боковым расползанием окисла («птичий клюв»).

 

Лекция 22