Общая характеристика технологического процесса изготовления ИС
Шпаргалки к экзамену
По дисциплине
“Конструкции и технологии интегральной электроники”,
для студентов специальностей:
“Проектирование и производство РЭС”
Минск 2011
УДК 621.3.049.77
ББК 32.844.1 я 73
Л 12
Л 12 Шпаргалки к экзаменупо дисциплине «Конструкции и технологии интегральной электроники» для студентов специальностей “Проектирование и производство РЭС”, Левин В.Г., Кулаженко А.П, Шинкович И.// Под общей редакцией В.Г Левина(Задрот). – Мн.: Самодельные работы, 2011. –34 с.: ил.
ISBN
Шпаргалки к экзаменувключают в себя сборник ответов к экзаменационным вопросам по очень ненужной и неважной дисциплине «Конструкции и технологии интегральной электроники». Все вопросы рассмотрены в достаточной для сдачи экзамена мере.
Данные шпаргалки предназначены для списывания теоретических знаний и вешания лапши на уши преподавателю, приобретения практических навыков списывания из под парты и из карманов. Коллектив авторов желает вам успешной сдачи экзамена и непопадания на НПО «Интеграл».
УДК 621. 3.049.77
ББК 32.844.1 я 73
© В.Г Левин
А.П Кулаженко
И. Шинкович
ISBN
СОДЕРЖАНИЕ
1. Интегральная технология, технологическая совместимость. Базовые технологии. Общая характеристика технологического процесса. Три основных группы технологических процессов. 6
2. Технология получения кремния и изготовления пластин.8
3. Технология очистки полупроводниковых пластин. 10
4. Газофазная эпитаксия кремния: кинетика процесса, устройство установки для газофазной эпитаксии.14
5. Реагенты для газофазной эпитаксии кремния. Легирование и автолегирование эпитаксиальных слоев.17
6. Контроль параметров эпитаксиальных слоев.19
7. Гетероэпитаксия кремния на сапфире. 21
8. Молекулярно-лучевая эпитаксия.22
9. Теоретические основы процесса диффузии: механизмы диффузии, основные количественные закономерности. Особенности многостадийной диффузии.23
10. Форма p-n перехода при диффузии. Толщина диффузионного слоя. Предельная растворимость примесей. Распределение примеси при диффузии.26
11. Технология загонки примеси: выбор масок, типы источников примеси, схемы установок.28
12. Влияние кислорода на процесс диффузии, диффузия из примесных покрытий, технология разгонки примеси.31
13. Сущность процесса ионной имплантации, пробеги ионов, механизмы торможения ионов, распределение примеси.33
14. Каналирование примеси при ионной имплантации. Коэффициент использования примеси. Радиационные дефекты. Послеимплантационный отжиг. 35
15. Материалы масок при ионной имплантации. Боковое распределение примеси. Преимущества и недостатки процесса ионного легирования по сравнению с диффузией примесей. Профили распределения примеси при различных процессах.37
16. Классификация методов получения окисных пленок. Особенности процесса термического окисления.39
17. Применение пленок окисла кремния в технологии ИИЭ. Требования к плёнкам SiO2.40
18. Модель термического окисления.41
19. Особенности получения тонких и толстых плёнок окисла кремния.43
20. Пирогенное окисление, техника окисления. 45
21. Сегрегация примеси при термическом окислении. Влияние примеси на скорость окисления.48
22. Литографический процесс и его роль в формировании структуры ИС.47
23. Фотошаблоны и их производство.49
24. Фоторезисты, фотохимические реакции, требования к фоторезистам. 52
25. Подготовка подложек к нанесению фоторезиста, нанесение и сушка фоторезиста.54
26. Совмещение и экспонирование подложек. Контактная и проекционная фотолитография.57
27. Пути повышения разрешающей способности фотолитографии.59
28. Жидкостное травление, цели и методы химического травления полупроводников.61
29. Кинетика процессов травления. Типы растворения вещества. Травление с кинетическим и диффузионным контролем.62
30. Химическое травление кремния.65
31. Электрохимическое травление кремния.66
32. Материалы, подвергаемые химическому травлению. Жидкостное травление плёнок оксида и нитрида кремния.68
33. Жидкостное травление металлических плёнок. Жидкостное удаление фоторезиста.69
34. Классификация методов сухого травления полупроводников. Особенности ионного, ионно-химического и плазмохимического травления.71
35. Реакторы для плазмохимического травления. Процессы протекающие в плазме. Явления в газовых разрядах.73
36. Кинетика плазмохимического травления. Параметры процессов травления. Сравнительные характеристики методов сухого травления.74
37. Методы повышения анизотропии плазмохимического травления. Бош-процесс.76
38. Плазмохимическое травление кремния, пленок Si3N4, SiO2.78
39. Плазмохимическое травление алюминия, удаление фоторезиста. 79
40. Функции тонких металлических плёнок в технологии ИИЭ. Стадии процесса нанесения тонких плёнок. Классификация методов нанесения.80
41. Получение плёнок термическим испарением. Резистивное, электронно-лучевое, индукционное, лазерное испарение.81
42. Получение плёнок ионным распылением. Системы для ионного распыления.85
43. Получение диэлектрических плёнок ионным распылением.86
44. Химическое осаждение металлов из газовой фазы.87
45. Технология получения функциональных покрытий ХОГФ. Типы реакторов для ХОГФ.88
46. Технологический маршрут формирования биполярного n-p-n транзистора.90
47. Технологический маршрут формирования биполярной ИС с двумя скрытыми слоями.94
48. Технологический маршрут формирования n-канального ДМОП транзистора.95
49. Технологический маршрут формирования КМОП ИС.96
50. Назначение корпусов ИИЭ, требования к корпусам. Классификация корпусов ИИЭ.101
51. Устройство герметичного корпуса. Методы герметизации. 103
52. Требования к конструкции корпусов ИИЭ, группы параметров корпусов, требования к изоляторам.109
53. Металлокерамические корпуса. Технология изготовления керамических деталей.111
54. Конструкция и технология изготовления металлостеклянных корпусов.113
55. Герметизация пластмассой.116
56. Технология разделения пластин на кристаллы. Одно и двухстадийный процесс.118
57. Технология монтажа кристаллов в корпус. Эвтектическая пайка, пайка низкотемпературными припоями, приклеивание.121
58. Термокопрессионная микросварка.123
59. Ультразвуковая и термозвуковая микросварка.124
60. Метод перевернутого кристалла. Монтаж кристаллов на плате.130
1.Интегральная технология, технологическая совместимость. Базовые технологии. Общая характеристика технологического процесса. Три основных группы технологических процессов.Полупроводниковая интегральная схема (ИС) -функциональный электронный узел, элементы и соединения которого конструктивно неразделимы и изготавливаются одновременно в едином технологическом процессе в объёме и на поверхности общего кристалла.
Элемент ИС- любой элемент, выполняющий функцию электрорадиоэлемента, но который является неотделимым от основания схемы (подложки), на которой он изготовлен.
Кристалл ИС - часть полупроводниковой пластины, как правило, квадратной или прямоугольной формы, которая являетсязаконченной ИС.
СТРУКТУРА ИС - определённое расположение по глубине кристалла локальных областей, отличающихся толщиной, типом электропроводности и характером распределения примеси
Фрагмент ИС с диффузионно-планарной структурой
T - биполярныйn-p-n транзистор
R - резистор
Технологическая совместимость - структурное подобие элементов ИС,позволяющее осуществлять их формирование одновременно в единомтехнологическом процессе.
Технология изделий интегральной электроники - совокупность технологических процессов, обеспечивающих при технологической совместимости различных элементов ИС формировать их одновременно в едином технологическом процессе.
Базовая технология - ИС различных серий и функционального назначения имеют единую структуру и единую базовую технологию.
Базовая технологияхарактеризуется:
- Определённой технологической последовательностью обработки:
- Определённым комплектом оборудования;
- Постоянной отработанной настройкой оборудования (жёсткими технологическими режимами).
Базовая технология не зависит от:
- Размеров элементов ИС в плане;
- Их взаимного расположения;
- Рисунка межсоединений.
Данные свойства для конкретной ИС определяются при топологическом проектировании и обеспечиваются фотолитографией – процессом избирательного травления слоёв с применением защитной фотомаски
Топология ИС - чертёж, определяющий форму, размеры, и взаимное расположение элементов и соединений ИС в плоскости, параллельной плоскости кристалла.
Фрагмент топологии ИС
А) Фрагмент общей топологии
Б) Фрагмент топология базового слоя
Планарная технология заключается в том, что все элементы всех классов ИС формируются с одной стороны полупроводниковой пластины.Обратную сторону полупроводниковойпластины называют непланарной
Общая характеристика технологического процесса изготовления ИС
- Общее количество операций при изготовлении ИС может достигать 300, продолжительность полного цикла обработки более 100 ч.;
- Технологический процесс охватывает разнообразные по физическим принципам, методам контроля технологическому оснащению методы обработки;
- По своему назначению и месту, занимаемому в общем процессе производства ИМС, все операции объединяются в самостоятельные (частные) технологические процессы.