Курсовая работа: Разработка конструкции, топологии и технологического процесса изготовления интегральной микросхемы усиления тока индикации кассового аппарата

Формировать партию пластин.

Уложить в тару цеховую.

Окисление проводится в два этапа:

- газовая полировка(проводится в специальных печах);

устанавливается нужное распределение температуры и печи с потоком азота;

устанавливается поток газа-носителя (водород, 8 л/мин; печь с

внутренним диаметром трубы 35 мм), а поток азота перекрывается;

вносят лодочку с пластинами и выжидают 5 мин до установления теплового равновесия;

к газу-носителю добавляют требуемый поток хлористого водорода;

полируют в течение 10 мин (обычная продолжительность полировки);

прекращают поток НСl и вынимают пластины.

Скорость полировки зависит от температуры и концентрации хлористого водорода. Удельное сопротивление, тип проводимости и поверхностная обработка кремния не оказывают заметного влияния на скорость полировки.

Качество полировки связано с чистотой хлористого водорода. В выпускаемом промышленностью хлористом водороде иногда присутствует ацетилен; это нежелательно, поскольку приводит к образованию матовых поверхностей.

Нежелательным является также наличие двуокиси углерода и воды.

- Окисление

От газовой полировки можно переходить сразу к процессу

окисления простым изменением состава газового потока. При этом не

требуется вынимать пластины из печи. Для быстрого получения качественной плёнки, окисление производят сначала в сухом кислороде для формирования пленки, затем длительно окисляют во влажном кислороде и окончательной стадией является формовка окисла в сухом кислороде.

С использованием фотолитографии проводится легирование локальных областей подложки с целью создания скрытых слоёв

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.

Операция проводится в потоке хлороводорода для получения пленки двуокиси кремния на поверхности полупроводниковых пластин, которая будет использоваться в качестве маски в процессе диффузии. Толщина получаемого окисла 0,8 мкм.

На ней в процессе второй фотолитографии формируется защитная маска под локальную (разделительную) диффузию бора с целью создания изолирующих областей р-типа. Окисление проводится в потоке кислорода с изменением его влажности в три этапа: сухой — влажный — сухой.

Получение рисунка изолирующих областей.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.

В качестве источника диффузанта используется ВВr3. Диффузия проводится в две стадии.

Первый этап двухстадийной диффузии предназначен для создания поверхностного слоя легирующей примеси повышенной концентрации – источника примеси для второго этапа. Проводится при температуре 940ºС в течение 35 мин.

Аналогично операции 060.

Используется набор фотошаблонов для получения рисунка базовых областей n-p-n транзисторов, конденсаторов и р-кармана для изготовления резисторов (без снятия ф/р). Увеличение размера на пластине относительно фотошаблона ∆l=0,6 мкм.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.

Травление двуокиси кремния.

Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.

Аналогично операции 065.

Для создания транзисторной структуры в качестве источников диффузантов используются ВВг3 и РС13 (или РОС13). Диффузи­онный процесс получения базовой области проводится также в две стадии.

На первой стадии создается сильно легированный тонкий слой р+-типа с сопротивлением около 90 Ом/. Температура 800ºС, время 52 мин.

Аналогично операции 060.

Используется набор фотошаблонов для получения рисунка эмиттерных областей транзисторов, а также областей n+ конденсаторов. На ее основе формируется маска для проведения локаль­ной диффузии при создании эмиттерной области. Толщина диффу­зионного эмиттерного сдоя 1,0...1,4 мкм, удельное сопротивление слоя 3 ... 5 Ом/.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.

Травление двуокиси кремния.

Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.

Аналогично операции 065.

Для создания транзисторной структуры в качестве источников диффузантов используется РС13. Диффузи­онный процесс получения эммитерной области проводится также в две стадии.

Первый этап двустадийной диффузии для создания поверхностного слоя повышенной концентрации легирующей примеси – источника примеси для второго этапа. Проводится при температуре 1050ºС в течение 20 мин.

Вскрытие контактных окон к соответствующим диффузионным областям.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.

Травление двуокиси кремния.

Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду А.

Электрическая разводка создается напылением алюминия.

Проводится за счет приложения магнитного поля, с помощью Установки “Магна 2М”. Толщина слоя алюминия 1,2±0,1 мкм.

Фотолитография по пленке алюминия для создания рисунка разводки и контактных площадок.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности алюминия полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси органических кислот.

Травление алюминия.

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду Б.

Фотолитография по пленке защитного диэлектрика для вскрытия окон к контактным площадкам.

Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.

Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.

Нанесение фоторезиста дискретное.

Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности алюминия полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.

Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.

Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.

Проявление и термообработка фотослоя.

Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:

1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.

2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС

Контроль горизонтальных размеров рисунка.

Удаление фоторезиста в смеси органических кислот.

Травление пленки двуокиси кремния.

Контроль фотолитографии.

Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду А.

Настроить зонд по расположению контактных площадок на кристалле.

Провести контроль токов I5=15 мА, I13 =10 мА и напряжений U5=4±0,5 B, U13=15±0,5 B на 5й и 13й контактных площадках соответственно.

В случае если параметры кристалла не соответствуют нормам, он закапывается специальными магнитными чернилами.

Для разделения пластин на кристалы используется лазерное скрайбирование, для данного метода необходим твердотельный лазер (оптический квантовый генератор ОКГ) активный элемент которого, выполнен из алюминиевого граната с примесью неодима (АИГ:Nd), а длина волны составляет 1,06 мкм.

На пластины наносят на центрифуге защитное покрытие для предохранения структур от повреждения.

Пластины закрепляют вакуумным прижимом на столе установке

Проводят скрайбирование, Скорость скрайбирования в

пределах от 100 до 200 мм /сек. Скрайбирование целесообразно производить на установке ЭМ-210, позволяющей скрайбировать пластины диаметром 100 мм и толщиной 460 мкм за 3 прохода при скорости скрайбирования 120 мм/сек и глубине 100 мкм /проход

Контроль качества скрайбирования производится при помощи микроскопа ММУ-3.

Осуществляют разламывание пластин на кристаллы, на полуавтомате ПЛП-3. При этом необходимо соблюдать следующие режимы: сила нажатия на пластины должна быть в пределах от 100 до 1500 Н, а скорость движения ленты с пластиной порядка 40 мм/сек.

Контроль кристаллов производится при помощи микроскопа ММУ-3.

Кристаллы, закапанные магнитными чернилами удалить.

Кристалл крепить к ситалловой подложке клеем ВК-32-200.

Положку с кристаллом крепить к выводной рамке клеем ВК-32-200.

Разваривать выводы кристалла с помощью алюминиевой проволоки к выводной рамке методом термокомпресии.