Самостійна робота 15

Особливості виготовлення інтегральних мікросхем

Технології виготовлення ІМС

Технологія виготовлення ІМС базується на виконанні складних фізично-хімічних процесів: нанесення на пластину тонких плівок з різних матеріалів та дифузії атомів домішок в напівпровідник. Для цього застосовують масковий метод, метод фотолітографії, електронно-променеву, ультразвукову обробку, епітаксіальну дифузію, іонну імплантацію тощо.

За технологією виготовлення ІМС розділяють на:

§ напівпровідникові (НПІМС);

§ плівкові (ПІМС);

§ гібридні (ГІМС).

В напівпровідниковій ІМС всі елементи виготовляють в об'ємі напівпровідникового кристалу, а міжз'єднання – на його поверхні.

В плівковій ІМС всі елементи і міжз'єднання виконують в виді плівок на поверхні діелектричної пластини.

Комбінація двох методів виготовлення напівпровідникової і плівкової ІМС призвела до появи гібридної ІМС (ГІМС), де застосовують плівкові пасивні елементи (R, L, С) та активні мініатюрні безкорпусні компоненти - транзистори й діоди.

ІМС виготовляють на пластині напівпровідника (для напівпровідникової ІМС) або на діелектричній пластині (для плівкової і гібридної ІМС).

Перевагою ГІМС є більш великий процент виходу пригодних ІМС (60…80 % відносно 5…30 % НП ІМС).

Проте, головне місце в мікроелектроніці займають напівпровідникові ІМС. Вони забезпечують найбільшу щільність упаковки, мають невелику вартість, більш технологічні і економічні, мають широкі функціональні можливості.

Технологію виробництва напівпровідникових ІМС основано на дифузійному або іонному легуванні напівпровідникових (силіцієвих) пластин для утворення областей різного типа електропроводності, між якими розміщується р-n перехід. Якщо розглядати пластину НП ІМС мікроскопом, то зверху видно тільки верхній шар структури - шар з'єднань і контактних площадок та діелектричний шар SіO₂, який захищає поверхню кристалу.

Застосовують два різновида напівпровідникових ІМС - біполярні та польові ІМС.

Основою біполярних ІМС є структура п-р-п біполярного транзистора, основою польових ІМС - структури р- та п- канальних МДН - транзисторів.

Недоліком напівпровідникових ІМС є неможливість виготовляти індуктивності.

Формування структури ГІМС здійснюють нанесенням плівок різних матеріалів, які відповідають етапам технологічного процесу її виготовлення. Гібридні ІМС зручні для застосування в прецезійних та потужних ІМС і дозволяють виготовляти індуктивності.