Integroitujen mikropiirien valmistustekniikka

Integroitujen piirien valmistus koostuu sarjasta toimenpiteitä, joiden suorittaessa lopputuote saadaan vähitellen lähtöaineista. Teknisten prosessien toimintojen määrä voi olla 200 tai enemmän, joten tarkastelemme vain perustoimintoja.

Epitaksia on toimenpide, jossa substraatille kasvatetaan yksikidekerros, joka toistaa substraatin rakenteen ja sen kristallografisen orientaation. Epitaksiaalisten kalvojen saamiseksi, joiden paksuus on 1-15 μm, käytetään yleensä kloridimenetelmää, jossa puolijohdekiekot sijoitetaan sen jälkeen, kun pinta on puhdistettu perusteellisesti erilaisista epäpuhtauksista, kvartsiputkeen, jossa on suurtaajuuslämmitys, jossa kiekot kuumennetaan 1200 ± 3 °C:seen. Vetyvirta, jossa on pieni piitetrakloridipitoisuus, johdetaan putken läpi. Reaktion aikana muodostuneet piiatomit sijoittuvat kidehilan kohdille, minkä ansiosta kasvava kalvo jatkaa substraatin kiderakennetta. Kun kaasuseokseen lisätään kaasumaisia ​​luovuttajayhdisteitä, kasvatettava kerros saa p-tyypin johtavuuden.

Doping on toimenpide, jossa substraattiin lisätään epäpuhtauksia. Dopingmenetelmiä on kaksi: epäpuhtauksien diffuusio ja ioni-istutus.

Epäpuhtauksien diffuusio on hiukkasten liikettä lämpöliikkeen seurauksena niiden pitoisuuden pienenemisen suuntaan. Päämekanismi epäpuhtausatomien tunkeutumiselle kidehilaan koostuu niiden peräkkäisestä liikkeestä hilan tyhjiä paikkoja pitkin. Epäpuhtauksien diffuusio suoritetaan kvartsiuuneissa 1100-1200 °C:n lämpötilassa, jota ylläpidetään ±0,5 °C:n tarkkuudella. Uunin läpi johdetaan neutraalia kantokaasua (N2 tai Ar), joka kuljettaa diffuusiohiukkasia (B2O3 tai P2O5) levyjen pinnalle, jossa kemiallisten reaktioiden seurauksena vapautuu epäpuhtausatomeja (B tai P). jotka leviävät syvälle levyihin.

Ionidopingia käytetään laajalti LSI:n ja VLSI:n luomisessa. Diffuusioon verrattuna ioniseostusprosessi vie vähemmän aikaa ja mahdollistaa alle 0,1 µm paksuisten, alle 0,1 µm:n vaakasuuntaisten kerrosten luomisen, joiden parametrien toistettavuus on hyvä.

Terminen hapetuksen avulla saadaan ohuita piidioksidi SiO2 kalvoja, se perustuu piin korkean lämpötilan reaktioihin hapen tai happea sisältävien aineiden kanssa. Hapetus tapahtuu kvartsiuuneissa 800-1200 °C:n lämpötilassa ±1 °C tarkkuudella.

Syövytystä käytetään puolijohdekiekkojen pinnan puhdistamiseen erilaisista epäpuhtauksista, SiO2-kerroksen poistamiseen sekä urien ja painaumien luomiseen substraattien pintaan. Etsaus voi olla sekä nestemäistä että kuivaa.

Nesteetsaus suoritetaan hapolla tai alkalilla. Happoetsausta käytetään piikiekkojen valmistuksessa mikrosirurakenteiden valmistukseen peilisileän pinnan saamiseksi sekä SiO2-kalvon poistamiseksi ja reikien muodostamiseksi siihen. Alkalista etsausta käytetään urien ja syvennysten aikaansaamiseen.

Litografia on prosessi, jossa muodostetaan reikiä maskeihin, joita käytetään paikalliseen diffuusioon, syövytykseen, hapetukseen ja muihin toimintoihin. Tästä prosessista on useita muunnelmia.

Fotolitografia perustuu valoherkkien materiaalien - fotoresisteihin, jotka voivat olla negatiivisia ja positiivisia. Negatiiviset fotoresistit polymeroituvat valon vaikutuksesta ja tulevat kestämään etsausaineita. Positiivisissa fotoresisteissa valo päinvastoin tuhoaa polymeeriketjut, joten etsausaine tuhoaa fotoresistin valotetut alueet. FPGA:n valmistuksessa SiO2-pinnalle levitetään kerros fotoresistiä ja GIS:n valmistuksessa se levitetään ohuelle metallikerrokselle, joka on kerrostettu substraatille, tai ohuelle metallilevylle, joka toimii irrotettavana maskina. .

Tarvittava IC-elementtien kuvio saadaan säteilyttämällä fotoresisti valolla valomaskin läpi, joka on lasilevy, jonka toisella puolella on positiivinen tai negatiivinen IC-elementtien kuvio mittakaavassa 1:1. IC:iden valmistuksessa käytetään useita valonaamioita, joista jokainen asettaa tiettyjen kerrosten kuvion (kanta- ja emitterialueet, kosketusjohdot jne.).

Valolla säteilytyksen jälkeen fotoresistin polymeroitumattomat alueet poistetaan etsausaineella ja SiO2:n (tai metallikalvon) pinnalle muodostuu fotoresistiivinen maski.

Röntgenlitografiassa käytetään pehmeitä röntgensäteitä, joiden aallonpituus on noin 1 nm, mikä mahdollistaa D » 0,1 µm:n. Tässä tapauksessa valonaamio on röntgensäteille läpinäkyvä kalvo (noin 5 μm), jolle elektronisuihkulitografialla luodaan IC-elementtien kuvio.

Ionisuihkulitografiassa käytetään resistin säteilytystä ionisäteellä. Resistin herkkyys ionisäteilylle on monta kertaa suurempi kuin elektronisäteilylle, mikä mahdollistaa pienten virtojen ja siten pienen halkaisijan (jopa 0,01 μm) käyttämisen. Ionisädelitografiajärjestelmä on teknisesti yhteensopiva ioniseostusyksiköiden kanssa.

3 TUOTANNON TEKNOLOGINEN PERUSTA

PUOLIJOHTEIDEN INTEGROITU MIKROPIIRI

Puolijohdeintegroitujen piirien (SSIMS) valmistustekniikka on kehittynyt tasotransistoritekniikan pohjalta. Siksi IC:iden valmistuksen teknisten syklien ymmärtämiseksi on tarpeen tutustua tyypillisiin teknisiin prosesseihin, joista nämä syklit koostuvat.

3.1 Valmistelevat toimenpiteet

Yksikiteiset piiharkot, kuten muutkin puolijohteet, saadaan yleensä kiteyttämällä sulatuksesta - Czochralskin menetelmä. Tällä menetelmällä kylvetty sauva (yksittäisen piikiteen muodossa) nostetaan hitaasti sulatteen kanssa kosketuksen jälkeen samalla pyörittämällä. Tässä tapauksessa siemenen jälkeen kasvava ja jähmettynyt harkko vedetään ulos.

Harkon kristallografinen orientaatio (sen poikkileikkaus) määräytyy siemenen kristallografisen orientaation mukaan. Useammin kuin muita käytetään harkkoja, joiden poikkileikkaus on tasossa (111) tai (100).

Harkkojen tyypillinen halkaisija on tällä hetkellä 80 mm ja suurin halkaisija voi olla 300 mm tai enemmän. Harkkojen pituus voi olla 1-1,5 m, mutta yleensä se on useita kertoja pienempi.

Piiharkot leikataan useiksi ohuiksi levyiksi (0,4-1,0 mm paksuiksi), joille sitten valmistetaan integroidut piirit. Leikkauksen jälkeen levyjen pinta on erittäin epätasainen: naarmujen, ulkonemien ja kuoppien mitat ylittävät huomattavasti tulevien IC-elementtien mitat. Siksi ennen tärkeimpien teknisten toimintojen aloittamista levyt hiotaan ja kiillotetaan toistuvasti. Hionnan tarkoituksena on mekaanisten vikojen poistamisen lisäksi varmistaa levyn vaadittu paksuus (200-500 mikronia), jota ei saavuteta leikattaessa, ja tasojen yhdensuuntaisuus. Hionnan lopussa pinnalle jää vielä useiden mikrometrien paksuinen mekaanisesti häiriintynyt kerros, jonka alla on vielä ohuempi, ns. fyysisesti häiriintynyt kerros. Jälkimmäiselle on tunnusomaista kidehilan "näkymättömät" vääristymät ja mekaaniset jännitykset, joita syntyy hiontaprosessin aikana.

Kiillotus koostuu sekä vaurioituneiden kerrosten poistamisesta että pinnan epätasaisuuksien vähentämisestä optisille järjestelmille ominaiselle tasolle - mikrometrin sadasosille. Mekaanisen kiillotuksen lisäksi käytetään kemiallista kiillotusta (syövytystä), eli pohjimmiltaan puolijohteen pintakerroksen liuottamista tiettyihin reagensseihin. Pinnan ulkonemat ja halkeamat etsautuvat nopeammin kuin perusmateriaali, ja pinta on yleensä tasattu.

Tärkeä prosessi puolijohdetekniikassa on myös pinnan puhdistaminen orgaanisten aineiden, erityisesti rasvojen, saasteilta. Puhdistus ja rasvanpoisto suoritetaan orgaanisissa liuottimissa (tolueeni, asetoni, etyylialkoholi jne.) korotetuissa lämpötiloissa.

Etsaukseen, puhdistukseen ja moniin muihin prosesseihin liittyy levyjen pesu deionisoitu vettä.

3.2 Epitaksia

epitaksia kutsutaan prosessiksi, jossa kasvatetaan yksikidekerroksia alustalle, jossa kasvatettavan kerroksen kristallografinen orientaatio toistaa substraatin kristallografisen orientaation.

Tällä hetkellä epitaksia käytetään yleensä ohuiden, jopa 15 µm:n homogeenisen puolijohteen työkerroksien saamiseksi suhteellisen paksulle alustalle, joka toimii tukirakenteena.

Tyypillinen - kloridi epitaksiprosessi piin suhteen on seuraava (kuva 3.1). Yksikiteiset piikiekot ladataan "vene" upokkaaseen ja asetetaan kvartsiputkeen. Putken läpi johdetaan vetyvirta, joka sisältää pienen seoksen piitetrakloridia SiCl4. Korkeassa lämpötilassa (noin 1200°C) levyjen pinnalla tapahtuu reaktio SiCl4 + 2H2 = Si + 4HC1.

Reaktion seurauksena muodostuu kerros puhdasta

pii- ja HCl-höyryt kulkeutuvat vetyvirtauksen mukana. Saostetun piin epitaksiaalinen kerros on yksikiteinen ja sillä on sama kristallografinen orientaatio kuin substraatilla. Lämpötilan valinnasta johtuva kemiallinen reaktio tapahtuu vain levyn pinnalla, ei ympäröivässä tilassa.

Kuva 3.1 - Epitaksiprosessi

Kaasuvirrassa tapahtuvaa prosessia kutsutaan kaasun kuljetus reaktio ja pääkaasu (tässä tapauksessa vety), joka kuljettaa epäpuhtauden reaktiovyöhykkeelle, on kantajakaasu.

Jos piitetrakloridihöyryihin lisätään paria fosforiyhdisteitä (РН3) tai booriyhdisteitä (В2Н6), ei epitaksiaalisella kerroksella ole enää omaa, vaan vastaavasti elektronista tai aukkojohtavuutta (kuva 3.2a), koska luovuttajaatomit joutuvat saostettuun piin reaktion aikana fosfori- tai akseptoribooriatomit.

Siten epitaksian avulla on mahdollista kasvattaa substraatilla yksikidekerroksia, joilla on minkä tahansa tyyppinen johtavuus ja mikä tahansa spesifinen vastus ja joilla on mikä tahansa johtavuustyyppi ja arvo, esimerkiksi kuvassa 3.2a on esitetty kerros n ja kerros. n + tai p + voidaan muodostaa.

Kuva 3.2 - Substraatit epitaksiaalisilla ja oksidikalvoilla

Epitaksiaalikerroksen ja alustan välinen raja ei ole täysin terävä, koska epäpuhtaudet leviävät osittain kerroksesta toiseen epitaksiprosessin aikana. Tämä seikka vaikeuttaa ultraohuiden (alle 1 μm) ja monikerroksisten epitaksiaalisten rakenteiden luomista. Päärooli on tällä hetkellä yksikerroksisella epitaksialla. Se laajensi merkittävästi puolijohdetekniikan arsenaalia; Tällaisten ohuiden homogeenisten kerrosten saaminen, kuten epitaksi antaa, on mahdotonta muilla tavoilla.

Kuvassa 3.2a ja sitä seuraavissa pystysuoraa asteikkoa ei noudateta.

Kuvassa 3.1 esitetyssä asennuksessa on joitain lisätoimenpiteitä: putken huuhtelu typellä ja piipinnan matala etsaus HCl-höyryssä (puhdistusta varten). Nämä toiminnot suoritetaan ennen tärkeimpien toimenpiteiden alkamista.

Epitaksiaalinen kalvo voi poiketa substraatista kemialliselta koostumukseltaan. Menetelmää tällaisten kalvojen saamiseksi kutsutaan heteroepitaksia, Toisin kuin homoepitaksia, kuvailtu yläpuolella. Tietenkin heteroepitaksiassa sekä kalvo- että substraattimateriaaleissa täytyy silti olla sama kidehila. Esimerkiksi piikalvoa voidaan kasvattaa safiirialustan päällä.

Yhteenvetona todetaan, että kuvatun kaasuepitaksian lisäksi on olemassa nesteepitaksia, jossa yksikidekerroksen kasvattaminen tapahtuu nestefaasista, eli liuoksesta, joka sisältää tarvittavat komponentit.

3.3 Terminen hapetus

Piin hapetus on yksi nykyaikaisen FPIM-tekniikan tyypillisimpiä prosesseja. Tuloksena oleva piidioksidikalvo SiO2 (kuva 3.2b) suorittaa useita tärkeitä tehtäviä, mukaan lukien:

suojatoiminto - passivointi pinta ja erityisesti pystysuorien osien suojaus s - n pintaan tulevia siirtymiä;

Maskitoiminto, ikkunoiden läpi, joihin tarvittavat epäpuhtaudet tuodaan diffuusion avulla (kuva 3.4b);

Ohuen eristeen toiminta MOSFETin tai kondensaattorin hilan alla (kuvat 4.15 ja 4.18c);

Dielektrinen pohja piirilevypiirin elementtien yhdistämiseen metallikalvolla (kuva 4.1).

Piin pinta on aina peitetty "omalla" oksidikalvollaan, joka on seurausta "luonnollisesta" hapettumisesta alhaisissa lämpötiloissa. Tämä kalvo on kuitenkin liian ohut (noin 5 nm) suorittaakseen mitään luetelluista toiminnoista. Siksi puolijohdepiirien valmistuksessa saadaan keinotekoisesti paksumpia SiO2-kalvoja.

Piin keinotekoinen hapetus suoritetaan yleensä korkeassa lämpötilassa (°C). Tällainen lämpöhapetus voidaan suorittaa happiatmosfäärissä. (kuiva hapetus), hapen ja vesihöyryn seoksessa ( märkä hapetus) tai yksinkertaisesti vesihöyryssä.

Kaikissa tapauksissa prosessi suoritetaan hapetusuuneissa. Tällaisten uunien perustana on, kuten epitaksissa, kvartsiputki, johon sijoitetaan piilevyillä varustettu "vene", joka on lämmitetty joko suurtaajuisilla virroilla tai muulla tavalla. Putken läpi johdetaan happivirta (kuiva tai kostutettu) tai vesihöyry, joka reagoi piin kanssa korkean lämpötilan alueella. Näin saadulla SiO2-kalvolla on amorfinen rakenne (kuva 3.2b).

Ilmeisesti oksidin kasvunopeuden täytyy hidastua ajan myötä, koska uusien happiatomien on diffundoituva yhä paksumman oksidikerroksen läpi. Puoliempiirinen kaava, joka yhdistää oksidikalvon paksuuden lämpöhapetuksen aikaan, on muotoa:

missä k - parametri riippuen hapen lämpötilasta ja kosteudesta.

Kuivahapetus on kymmenen kertaa hitaampaa kuin märkähapetus. Esimerkiksi 0,5 μm paksun SiO2-kalvon kasvattaminen kuivassa hapessa 1000 °C:ssa kestää noin 5 tuntia ja märässä hapessa vain 20 minuuttia. Kosteassa hapessa saatujen kalvojen laatu on kuitenkin huonompi. Kun lämpötila laskee jokaista 100 ° C: tä kohden, hapetusaika kasvaa 2-3 kertaa.

IC-tekniikassa erotetaan "paksut" ja "ohuet" SiO2-oksidit. Paksut oksidit ( d = 0,7-1,0 mikronia) suorittaa suoja- ja peittotoiminnot ja ohut (d = 0,1-0,2 µm) - hiladielektriset toiminnot MOSFETeissä ja kondensaattoreissa.

Yksi tärkeimmistä ongelmista SiO2-kalvon kasvattamisessa on varmistaa sen tasaisuus. Kiekon pinnan laadusta, reagenssien puhtaudesta ja kasvatusmenetelmästä riippuen kalvossa ilmenee joitain tai muita ongelmia. vikoja. Yleisiä vikoja ovat mikro- ja makrohuokoset läpimeneviin reikiin asti (erityisesti ohuessa oksidissa).

Oksidikalvon laatu paranee, kun sen kasvulämpötila laskee, samoin kuin kuivaa happea käytettäessä. Siksi ohut hilaoksidi, jonka laatu määrää MOS-transistorin parametrien stabiilisuuden, saadaan kuivahapetuksella. Kun kasvatetaan paksua oksidia, kuiva- ja märkähapetus vaihdetaan: ensimmäinen varmistaa vikojen puuttumisen ja toinen mahdollistaa prosessin lyhentämisen.

Muita menetelmiä SiO2-kalvon saamiseksi käsitellään julkaisussa.

3.4 Litografia

Naamarit ovat tärkeässä asemassa puolijohdelaitteiden tekniikassa: ne varmistavat saostuksen, dopingin, syövytyksen ja joissakin tapauksissa epitaksian paikallisen luonteen. Jokainen maski sisältää joukon valmiiksi suunniteltuja reikiä - ikkunoita. Tällaisten ikkunoiden valmistus on litografian tehtävä(kaiverrus). Johtava asema maskien valmistusteknologiassa säilyy fotolitografia ja elektronilitografia.

3.4.1. Fotolitografia. Fotolitografia perustuu materiaalien käyttöön ns valonkestävät. Tämä on tavanomaisessa valokuvauksessa tunnettu valokuvaemulsion tyyppi. Fotoresistit ovat herkkiä ultraviolettivalolle, joten niitä voidaan käsitellä huoneessa, joka ei ole kovin pimeä.

Fotoresistit ovat negatiivinen ja positiivinen. Negatiiviset fotoresistit polymeroituvat valon vaikutuksesta ja tulevat kestämään etsausaineita (happamia tai emäksisiä). Tämä tarkoittaa, että paikallisen valotuksen jälkeen valottamattomat alueet syövytetään (kuten tavallisessa valokuvanegatiivissa). Positiivisissa fotoresisteissa valo päinvastoin tuhoaa polymeeriketjut ja siksi valaistut alueet syövytetään.

Tulevan maskin piirustus tehdään ns pho­ mallintaa. Valomaski on paksu lasilevy, jonka toiselle puolelle on levitetty ohut läpinäkymätön kalvo tarvittavalla piirustus läpinäkyvien reikien muodossa. Näiden reikien (piirustuselementtien) mitat asteikolla 1:1 vastaavat tulevien IC-elementtien mittoja, eli ne voivat olla 20-50 mikronia tai vähemmän (jopa 2-3 mikronia). Koska IC:t tehdään ryhmämenetelmällä, paljon samantyyppisiä piirroksia sijoitetaan valokuvanaamioon "rivien" ja "sarakkeiden" varrelle. Kunkin piirustuksen koko vastaa tulevan IC-sirun kokoa.

Fotolitografiaprosessi piikiekon pinnan peittävän SiO2-oksidimaskin ikkunoiden saamiseksi on seuraava (kuva 3.3). Levyn hapettuneelle pinnalle levitetään esimerkiksi negatiivista fotoresistiä (FR). FS-valomaski asetetaan fotoresistillä päällystetylle levylle (kuvio fotoresistillä) ja altistetaan kvartsilampun ultraviolettisäteille (UV) (kuva 3.3a). Tämän jälkeen fotomaski poistetaan ja fotoresisti kehitetään ja kiinnitetään.

Jos käytetään positiivista fotoresistiä, kehittelyn ja kiinnittämisen (joka koostuu fotoresistin kovettamisesta ja lämpökäsittelystä) jälkeen siihen saadaan ikkunat niihin paikkoihin, jotka vastaavat valomaskin läpinäkyviä alueita.

Kuten he sanovat, kuva siirretty fotomaskista fotoresistiksi. Nyt fotoresistikerros on maski, joka sopii tiukasti oksidikerrosta vasten (kuva 3.3b).

Oksidikerros syövytetään valoresistiivisen maskin kautta piiksi (tämä etsausaine ei vaikuta piihin). Fluorivetyhappoa ja sen suoloja käytetään etsausaineena. Tämän seurauksena fotoresistin kuvio siirtyy oksidiin. Fotoresistiivisen maskin poistamisen (etsauksen) jälkeen fotolitografian lopputuloksena on piikiekko, joka on päällystetty ikkunoilla varustetulla oksidimaskilla (kuva 3.3c). Diffuusio, ioni-istutus, etsaus jne. voidaan suorittaa ikkunoiden kautta.

Kuva 3.3 - Fotolitografiaprosessi

IC-elementtien valmistuksen teknologisissa sykleissä fotolitografiaprosessia käytetään toistuvasti (erikseen pohjakerrosten, emitterien, ohmisen kontaktien jne. saamiseksi). Tässä tapauksessa syntyy niin sanottu valokuvamaskin kohdistusongelma. Toistuvassa fotolitografiassa (jopa 5-7 kertaa PPIMS-tekniikassa) kohdistustoleranssi saavuttaa mikronin murto-osat. Yhdistelmätekniikka koostuu erityisten "merkkien" (esimerkiksi ristien tai neliöiden) tekemisestä valonaamioihin, jotka muuttuvat kuvioksi oksidille ja kiiltävät ohuen fotoresistikalvon läpi. Seuraavaa naamiota levitettäessä yhdistetään tarkimmalla tavalla (mikroskoopilla) oksidissa olevat merkit samankaltaisiin naamioihin.

Tarkasteltu fotolitografiaprosessi on tyypillinen oksidimaskien saamiseksi piikiekkoihin myöhempää paikallista diffuusiota varten. Tässä tapauksessa valoresistiivinen maski on välimuoto, apu, koska se ei kestä korkeaa lämpötilaa, jossa diffuusio suoritetaan. Kuitenkin joissakin tapauksissa, kun prosessi on käynnissä alhaisessa lämpötilassa, fotoresistiiviset maskit voivat olla perus-toimivia. Esimerkkinä on metallijohdotuksen luominen puolijohde-IC:issä.

Photomaskia käytettäessä sen emulsiokerros kuluu (häivytetään) 15-20 käyttökerran jälkeen. Valomaskien käyttöikää voidaan pidentää kahdella suuruusluokalla tai enemmän metalloimalla: korvaamalla emulsiokalvo kulutusta kestävällä metallilla, yleensä kromilla.

Valomaskit valmistetaan sarjoina fotolitografiaoperaatioiden lukumäärän mukaan teknologisessa syklissä. Sarjan sisällä valonaamarit ovat koordinoituja, eli ne varmistavat kuvioiden kohdistuksen vastaavien merkintöjen kohdakkain.

3.4.2 Elektrolitografia. Kuvatut menetelmät ovat pitkään olleet yksi mikroelektroniikan perusperiaatteista. Ne eivät ole vieläkään menettäneet merkitystään. Integraatioasteen noustessa ja IS-elementtien koon pienentyessä kuitenkin ilmaantui joukko ongelmia, jotka on jo osittain ratkaistu ja joita tutkitaan osittain.

Yksi perusrajoituksista koskee resoluutio, eli generoidun maskikuvion vähimmäismitat. Tosiasia on, että ultraviolettivalon aallonpituudet ovat 0,3-0,4 mikronia. Siksi riippumatta siitä, kuinka pieni reikä fotomaskin kuviossa on, tämän fotoresistissä olevan reiän kuvan mitat eivät voi saavuttaa määritettyjä arvoja (diffraktion vuoksi). Siksi elementtien vähimmäisleveys on noin 2 mikronia ja syvässä ultravioletissa (aallonpituus 0,2-0,3 mikronia) - noin 1 mikroni. Samaan aikaan 1–2 μm:n koot eivät ole jo tarpeeksi pieniä suuria ja supersuuria IC:itä luotaessa.

Ilmeisin tapa lisätä litografian resoluutiota on käyttää lyhyemmän aallonpituuden säteilyä altistuksen aikana.

Viime vuosina menetelmiä on kehitetty elektroninen litografia . Niiden ydin on keskittynyt elektronisäde skannata(eli niitä siirretään "rivi riviltä") elektroniresistillä päällystetyn levyn pinnalla ja säteen intensiteettiä ohjataan tietyn ohjelman mukaisesti. Niissä pisteissä, jotka pitäisi "valaista", säteen virta on suurin, ja niissä, jotka pitäisi "pimmentää", se on yhtä suuri kuin nolla. Elektronisäteen halkaisija on suoraan verrannollinen säteen virtaan: mitä pienempi halkaisija, sitä pienempi virta. Virran pienentyessä valotusaika kuitenkin pitenee. Siksi resoluution kasvuun (säteen halkaisijan pienenemiseen) liittyy prosessin keston pidentyminen. Esimerkiksi säteen halkaisijalla 0,2-0,5 μm kiekon pyyhkäisyaika voi elektronoresistin tyypistä ja kiekon koosta riippuen vaihdella kymmenistä minuuteista useisiin tunteihin.

Yksi elektronilitografian lajikkeista perustuu elektronisesistiivisten maskien hylkäämiseen ja siihen liittyy elektronisuihkun vaikutus suoraan SiO2:n oksidikerrokseen. Osoittautuu, että "soimauspaikoissa" tämä kerros syövytetään myöhemmin useita kertoja nopeammin kuin "tummuneilla" alueilla.

Elektronilitografian minimimitat ovat 0,2 µm, vaikka suurin saavutettavissa oleva mitta on 0,1 µm.

Muita litografian menetelmiä tutkitaan, esimerkiksi pehmeät röntgensäteet (aallonpituuksilla 1-2 nm) mahdollistavat 0,1 µm:n vähimmäismittojen saamisen ja ionisädelitografia 0,03 µm.

3.5 Doping

Epäpuhtauksien tuominen alkuperäiseen kiekkoon (tai epitaksiaaliseen kerrokseen) diffuusiolla korkeassa lämpötilassa on ensimmäinen ja edelleen tärkein menetelmä puolijohteiden dopingoimiseksi transistorirakenteiden ja niihin perustuvien muiden elementtien luomiseksi. Kuitenkin viime aikoina toinen dopingmenetelmä, ioni-istutus, on yleistynyt.

3.5.1 Diffuusiomenetelmät. Diffuusio voi olla yleistä ja paikallista. Ensimmäisessä tapauksessa se suoritetaan levyn koko pinnalle (kuva 3.4a) ja toisessa - tietyillä levyn alueilla maskin ikkunoiden läpi, esimerkiksi paksussa SiO2-kerroksessa (kuva 3.4b) .

Yleinen diffuusio johtaa ohuen diffuusiokerroksen muodostumiseen kiekkoon, joka eroaa epitaksiaalisesta kerroksesta epähomogeenisella (syvyys) epäpuhtausjakaumalla (ks. N(x)-käyrät kuvissa 3.6a ja b).

Kuva 3.4 - Yleinen ja paikallinen diffuusio

Paikallisessa diffuusiossa (kuva 3.4b) epäpuhtaus leviää paitsi levyn syvyyteen, myös kaikkiin kohtisuoraan, eli maskin alle. Tämän niin kutsutun lateraalisen diffuusion seurauksena pintaan tuleva p-n-siirtymän alue osoittautuu "automaattisesti" oksidilla suojatuksi. . Sivu- ja pääsyvyyden suhde -

"pystysuora" diffuusio riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien diffuusiokerroksen syvyydestä . Arvoa 0,8×L voidaan pitää tyypillisenä lateraalisen diffuusion syvyyden kannalta .

Diffuusio voidaan suorittaa kerran tai toistuvasti. Esimerkiksi 1. diffuusion aikana akseptoriepäpuhtaus voidaan lisätä alkuperäiseen n-tyypin levyyn ja saada p-kerros, ja sitten 2. diffuusion aikana luovuttajaepäpuhtaus voidaan viedä tuloksena olevaan p-kerrokseen. (matalampaan syvyyteen) ja muodostaa siten kolmikerroksisen rakenteen. Sen mukaisesti erotetaan kaksois- ja kolmoisdiffuusio (katso kohta 4.2).

Monidiffuusiota suoritettaessa tulee muistaa, että jokaisen lisätyn uuden epäpuhtauden pitoisuuden tulee ylittää edellisen pitoisuuden, muuten johtavuuden tyyppi ei muutu, mikä tarkoittaa, että p-n-liitosta ei muodostu. Sitä vastoin piin (tai muun lähdemateriaalin) epäpuhtauspitoisuus ei voi olla mielivaltaisen suuri: sitä rajoittaa erityinen parametri - raja epäpuhtauksien liukoisuusNS. Rajaliukoisuus riippuu lämpötilasta. Tietyssä lämpötilassa se saavuttaa maksimiarvon ja laskee sitten uudelleen. Rajaliukoisuudet yhdessä vastaavien lämpötilojen kanssa on annettu taulukossa 3.1.

Taulukko 3.1

Siksi, jos suoritetaan moninkertainen diffuusio, viimeistä diffuusiota varten on tarpeen valita materiaali, jonka liukoisuus on suurin. Koska epäpuhtausmateriaalien valikoima on rajallinen,

ei ole mahdollista tarjota enempää kuin 3 peräkkäistä diffuusiota.

Diffuusion aiheuttamia epäpuhtauksia kutsutaan diffuusorit(boori, fosfori jne.). Diffusanttien lähteet ovat niiden kemialliset yhdisteet. Ne voivat olla nesteitä (ВВr3, ROSl), kiinteitä aineita (В2О3, P2O5) tai kaasuja (В2Н6, РН3).

Epäpuhtauksien liittäminen tapahtuu yleensä kaasunsiirtoreaktioiden avulla, samalla tavalla kuin epitaksissa ja hapetuksessa. Tätä varten joko yksivyöhyke tai kaksivyöhyke diffuusiouunit.

Kaksivyöhykkeisiä uuneja käytetään kiinteiden diffuusanttien tapauksessa. Tällaisissa uuneissa (kuva 3.5) on kaksi korkean lämpötilan vyöhykettä, toinen diffuusiolähteen haihduttamista varten ja toinen itse diffuusiota varten.

Kuva 3.5 - Diffuusioprosessi

1. vyöhykkeellä saadut diffuusiolähdehöyryt sekoittuvat neutraalin kantokaasun (esimerkiksi argonin) virtauksen kanssa ja yhdessä sen kanssa saavuttavat 2. vyöhykkeen, jossa piikiekot sijaitsevat. 2. vyöhykkeen lämpötila on korkeampi kuin 1. Tässä diffusoivat atomit viedään levyihin, kun taas kantokaasu kuljettaa muut kemiallisen yhdisteen komponentit pois vyöhykkeeltä.

Nestemäisten ja kaasumaisten diffuusiolähteiden tapauksessa ei ole tarvetta haihduttaa niitä korkeassa lämpötilassa. Siksi käytetään yksivyöhykkeisiä uuneja, kuten epitaksissa, joihin diffuusiolähde tulee jo kaasumaisessa tilassa.

Nestemäisiä diffuusion lähteitä käytettäessä diffuusio suoritetaan hapettavassa ympäristössä lisäämällä kantokaasuun happea. Happi hapettaa piin pinnan muodostaen oksidin SiO2, eli pohjimmiltaan lasia. Diffusoivan aineen (boori tai fosfori) läsnä ollessa borosilikaatti tai fosfosilikaatti lasi. Yli 1000°C lämpötiloissa nämä lasit ovat nestemäisiä ja peittävät piipinnan ohuella kalvolla. , niin, että epäpuhtauden diffuusio etenee tarkasti ottaen nestefaasista. Kiinteytymisen jälkeen lasi suojaa piipintaa diffuusiopisteissä,

eli oksidimaski-ikkunoissa. Käytettäessä kiinteitä diffuusion lähteitä - oksideja - lasien muodostuminen tapahtuu diffuusioprosessissa ilman erityistä happea.

Diffuusiokerroksessa on kaksi epäpuhtauksien jakautumistapausta.

1 Rajattoman epäpuhtauslähteen tapaus. Tässä tapauksessa diffuusioaine virtaa jatkuvasti levyyn niin, että epäpuhtauspitoisuus sen pintakerroksen lähellä pysyy vakiona NS:n suuruisena. Diffuusioajan pidentyessä diffuusiokerroksen syvyys kasvaa (kuva 3.6a).

2 Rajoitetun epäpuhtauslähteen tapaus. Tällöin levyn ohueen pintakerrokseen tuodaan ensin tietty määrä diffuusion aiheuttavia atomeja (aika t1), jonka jälkeen diffuusoiva lähde sammutetaan ja epäpuhtausatomit jakautuvat levyn syvyyteen. kokonaismäärä ennallaan (kuva 3.6b). Tällöin pinnan epäpuhtauspitoisuus pienenee, kun taas diffuusiokerroksen syvyys kasvaa (käyrät t2 ja t3). Prosessin ensimmäistä vaihetta kutsutaan "pakottamiseksi", toista - epäpuhtauksien "tislaukseksi".

Kuva 3.6 - Hajottimen jakautuminen

3.5.2 Ioni-istutus.

Ioni-istutus on menetelmä kiekon (tai epitaksiaalisen kerroksen) dopingoimiseksi pommittamalla epäpuhtausioneja, jotka on kiihdytetty energiaan, joka on riittävä tunkeutumaan kiinteän aineen syvyyteen.

Epäpuhtausatomien ionisointi, ionien kiihdyttäminen ja ionisäteen fokusointi suoritetaan erityisissä laitoksissa, kuten ydinfysiikan hiukkaskiihdyttimissä. Epäpuhtauksina käytetään samoja materiaaleja kuin diffuusiossa.

Ionien tunkeutumissyvyys riippuu niiden energiasta ja massasta. Mitä suurempi energia, sitä suurempi on istutetun kerroksen paksuus. Kuitenkin, kun energia lisääntyy, niin määräkin kasvaa säteilyvaurioita kiteessä, eli sen sähköiset parametrit huononevat. Siksi ionienergia on rajoitettu 100–150 keV:iin. Alempi taso on 5-10 keV. Tällaisella energia-alueella kerrosten syvyys on alueella 0,1 - 0,4 μm, eli se on paljon pienempi kuin diffuusiokerrosten tyypillinen syvyys.

Implantoidun kerroksen epäpuhtauspitoisuus riippuu ionisäteen virrantiheydestä ja prosessiajasta tai, kuten sanotaan, expo aika-asemat. Riippuen virrantiheydestä ja halutusta pitoisuudesta, valotusaika vaihtelee muutamasta sekunnista 3-5 minuuttiin tai enemmän (joskus jopa

1-2 tuntia). Tietenkin mitä pidempi altistusaika on, sitä suurempi määrä säteilyvirheitä on.

Tyypillinen epäpuhtauksien jakautuminen ioni-istutuksen aikana on esitetty kuvassa 3.6c kiinteänä käyränä. Kuten näemme, tämä jakauma eroaa merkittävästi diffuusiojakaumasta sillä, että tietyllä syvyydellä on maksimi.

Koska ionisäteen pinta-ala (1-2 mm2) on pienempi kuin levyn (ja joskus kiteen) pinta-ala, on skannata palkkia, eli liikuta sitä tasaisesti tai "askelissa" (erityisten poikkeutusjärjestelmien avulla) yksitellen kaikkia levyn "rivejä", joilla yksittäiset IC:t sijaitsevat.

Kun seostusprosessi on valmis, levy on alistettava hehkutus°C:n lämpötilassa piikidehilan järjestämiseksi ja väistämättömien säteilyvirheiden eliminoimiseksi (ainakin osittain). Hehkutuslämpötilassa diffuusioprosessit muuttavat jonkin verran jakautumisprofiilia (katso katkokäyrä kuvassa 3.6c).

Ioni-istutus suoritetaan maskien kautta, joissa ionireitin tulee olla paljon lyhyempi kuin piissä. Maskien materiaali voi olla piidioksidia tai IC:issä yleistä alumiinia. Samanaikaisesti ioni-istutuksen tärkeä etu on se, että suorassa linjassa liikkuvat ionit tunkeutuvat vain levyn syvyyteen, eikä sivudiffuusioon (naamarin alla) ole käytännössä mitään analogiaa.

Periaatteessa ioni-istutus, kuten diffuusio, voidaan suorittaa toistuvasti "upotamalla" yksi kerros toiseen. Useampaan implantointiin tarvittavien energioiden, valotusaikojen ja hehkutusmuotojen yhdistäminen osoittautuu kuitenkin vaikeaksi. Siksi ioni-istutus on saanut pääjakauman ohuiden yksittäisten kerrosten luomisessa.

3.6 Ohutkalvojen kerrostaminen

Ohutkalvot eivät ole vain ohutkalvohybridi-IC:iden perusta, vaan niitä käytetään myös laajalti integroiduissa puolijohdepiireissä. Siksi menetelmät ohuiden kalvojen saamiseksi ovat mikroelektroniikan tekniikan yleisiä kysymyksiä.

Ohutkalvojen kerrostamiseen alustalle ja päällekkäin on kolme päämenetelmää: lämpö(tyhjiö) ja ioni-plasma ruiskutus, jolla on kaksi lajiketta: katodi sputterointi ja itse asiassa ioni-plasma.

3.6.1 Terminen (tyhjiö) ruiskutus.

Tämän sputterointimenetelmän periaate on esitetty kuvassa 3.7a. Pohjalevyssä 2 on metalli- tai lasikorkki 1. Niiden välissä on tiiviste 3, joka varmistaa tyhjiön säilymisen sen jälkeen, kun ilma on poistunut kansitilasta. Substraatti 4, jolle kerrostus suoritetaan, on kiinnitetty pidikkeeseen 5 . Pitimen vieressä on lämmitys (sputterointi suoritetaan lämmitetylle alustalle). Höyrystin 7 sisältää lämmittimen ja suihkutusmateriaalin lähteen. Pyörivä pelti 8 estää höyryn virtauksen haihduttimesta alustalle: pinnoitus kestää pellin ollessa auki.

Lämmitin on yleensä tulenkestävästä metallista (volframi, molybdeeni jne.) valmistettu filamentti tai spiraali, jonka läpi johdetaan riittävän suuri virta. Ruiskutetun aineen lähde yhdistetään lämmittimeen eri tavoin: kiinnikkeiden muodossa ("husaari"), ripustettuna filamenttiin; pienten sauvojen muodossa, jotka on peitetty spiraalilla, jauheen muodossa, kaadetaan

Kuva 3.7 - Kalvojen levitys

spiraalilla lämmitetty upokas jne. Filamenttien sijasta on viime aikoina käytetty lämmitystä elektronisäteen tai lasersäteen avulla.

Suotuisimmat olosuhteet höyryn tiivistymiselle luodaan alustalle, vaikka osittaista kondensaatiota tapahtuu myös liesituulettimen seinillä. Liian alhainen substraatin lämpötila estää adsorboituneiden atomien tasaisen jakautumisen: ne on ryhmitelty eripaksuisiksi "saariksi", jotka eivät usein ole yhteydessä toisiinsa. Päinvastoin, liian korkea substraatin lämpötila johtaa vasta laskeutuneiden atomien irtoamiseen, niiden "uudelleenhaihtumisen". Siksi laadukkaan kalvon saamiseksi alustan lämpötilan on oltava tietyissä optimaalisissa rajoissa (yleensä 200–400 °C). Kalvon kasvunopeus, riippuen useista tekijöistä (substraatin lämpötila, etäisyys haihduttimesta alustaan, kerrostetun materiaalin tyyppi jne.), vaihtelee kymmenesosista kymmeniin nanometriin sekunnissa.

Sidoslujuutta - kalvon tarttumista alustaan ​​tai muuhun kalvoon - kutsutaan adheesiota. Joillakin yleisillä materiaaleilla (kuten kullalla) on huono tarttuvuus tyypillisiin alustoihin, mukaan lukien pii. Tällaisissa tapauksissa ns aluskerros, jolle on ominaista hyvä tarttuvuus, ja sitten siihen ruiskutetaan pohjamateriaalia, jolla on myös hyvä tarttuvuus alakerrokseen. Esimerkiksi kullan alikerros voi olla nikkeliä tai titaania.

Jotta haihduttimesta substraatille lentävän kerrostetun materiaalin atomit kokisivat mahdollisimman vähän törmäyksiä jäännöskaasun atomien kanssa ja siten mahdollisimman vähän sirontaa, on varmistettava riittävän korkea tyhjiö haihduttimen alla olevaan tilaan. korkki. Vaaditun tyhjön kriteerinä voi olla ehto, että atomien keskimääräinen vapaa reitti on useita kertoja suurempi kuin höyrystimen ja alustan välinen etäisyys. Tämä ehto on kuitenkin usein riittämätön, koska mikä tahansa jäännöskaasumäärä on täynnä kerrostetun kalvon saastumista ja muutoksia sen ominaisuuksissa. Siksi periaatteessa alipaineen tulisi lämpösuihkulaitteistoissa olla mahdollisimman korkea. Tyhjiö on tällä hetkellä alle 10-6 mmHg. Taide. Sitä ei pidetä hyväksyttävänä, ja useissa ensiluokkaisissa sputterointiasennuksissa se on nostettu 10-11 mm Hg:iin. Taide.

Mikropiirirakenteiden muodostumisen periaate. Elektroninen tyhjiöhygienia

Integroidun teknologian perusperiaatteet. Paikallisuuden periaate. Kerrostuksen periaate. Pölyinen ilmaympäristö. Ilman lämpötila ja kosteus. Tilojen siisteys ja paikalliset volyymit. Modulaariset siistit huoneet.

Vesi, kaasut ja kaasumaiset väliaineet, joita käytetään IC:iden valmistuksessa

Tarve käyttää puhdasta vettä, kaasua ja kaasuseoksia. Laitteiden, tilojen puhtaus ja työntekijöiden henkilökohtainen hygienia.

Teknisiä prosesseja koskevat vaatimukset. Vaatimukset mikroelektronisten laitteiden tuotantoolosuhteille

Luotettavuus. Kannattavuus. Turvallisuus. Valmistettavuus. Tarve kehittää suunnittelua ja teknistä dokumentaatiota.

Harkkojen valmistaminen ja leikkaaminen vohveleiksi

Harkon suuntaus. Pohjaleikkauksen muodostuminen. Harkkojen leikkaaminen levyiksi.

Levyjen työstö. Hiomamateriaalit ja työkalut

Levyjen työstön välttämättömyys ja ydin. Hiomamateriaalit ja -työkalut, joita käytetään levyjen hiontaan ja kiillotukseen.

Levyjen hionta ja viisto, kiillotus

Levyjen hionta. Levyn kiillotus. Viisteen poisto. Menetelmät ja tekniikka

9 Kiekkojen ja substraattien laadunvalvonta koneistuksen jälkeen

Levyjen geometristen mittojen mittaus koneistuksen jälkeen. Levyjen pintalaadun valvonta. Levyn mikrokarheuksien korkeuden mittaus.

10 Levyjen puhdistaminen. Menetelmät ja keinot

Epäpuhtauksien luokitus ja puhdistusmenetelmät. Rasvanpoisto upottamalla, suihkulla jne. Menetelmät levyjen pinnan puhtauden seurantaan.

11Laattojen pinnan kemiallinen käsittely ja puhdistus. Siivousprosessien tehostaminen

Rasvanpoisto liuottimissa, rasvanpoisto liuotinhöyryissä, rasvanpoisto pesuainejauheissa, emäksissä, peroksidi-ammoniakkiliuoksissa. Ultraäänirasvanpoisto, hydromekaaninen puhdistus, suihkupuhdistus, keittäminen jne.

Levyjen etsaus

Piin etsauskinetiikka. Selektiivinen ja kiillottava etsaus. Syövytysnopeuden riippuvuus käytettyjen materiaalien ominaisuuksista.

13 Kemiallinen pesu. Kaasu purkautuu matalassa paineessa

Suihkutuskerroin. Etsauksen erityispiirteet. Ionisädeetsaus.

14 Plasmaetsausmenetelmät

Ionietsausprosessin fysiikka. Pinta ruiskutusteho. Etsaus diodi- ja triodikammioissa. Niiden suunnittelun ominaisuudet, edut ja haitat.

15Ioniplasma- ja ionisuihkuetsaus.

Plasmasyövytyksen reaktiiviset menetelmät: ionisäde ja ioni-plasmaetsaus. Plasmasyövytys kaasupitoisilla seoksilla.

16 Plasmakemiallinen etsaus, reaktiivinen ionietsaus

plasmaetsaus. Radikaali plasmakemiallinen etsaus. Reaktiivinen ioni-plasmaetsaus ja ionisuihkuetsaus Etsauksen anisotropia ja selektiivisyys.

17 Etsausnopeuden ja selektiivisyyden määräävät tekijät

Ionien energia ja tulokulma. Työkaasun koostumus. Paine, tehotiheys ja taajuus. Virtausnopeus. Käsitellyn pinnan lämpötila.

18Laadunvalvonta kiekkojen ja substraattien

Levyn pinnan ohjaus. Pintapuhdistuksen laadunvalvonta (hehkumispistemenetelmä, pudotusmenetelmä, tribometrinen menetelmä, epäsuora menetelmä).

19 Valokuvaus. Fotoresistit. Fotolitografiatoimenpiteet

aktiivisia vastustajia. Fotokemialliset prosessit, jotka tapahtuvat fotoresistissä säteilytettäessä negatiivisia ja positiivisia fotoresistejä. Operaatioiden ominaisuudet kuvion saamiseksi valoresistiiviselle kalvolle.

20 Fotolitografisten operaatioiden tekniikka

Fotolitografian toiminnan menetelmät ja ydin. Fotoresistiivisen filmin käsittelytavat ja niiden tarkan noudattamisen tarve.

21 Kosketukseton fotolitografia. Kontaktifotolitografian rajoitukset. Projektiofotolitografia

Microgap fotolitografia. Projektiofotolitografia 1:1-kuvasuhteella ja kuvan pienennyksellä. Kontaktifotolitografian fyysiset ja tekniset rajoitukset.

22 Terminen tyhjiöpinnoitus

Aineen höyryn muodostuminen. Höyryn leviäminen lähteestä alustalle. Höyryn kondensaatiota alustan pinnalle. Ohutkalvon muodostuminen. Lämpöluihkutustekniikka. Menetelmän edut ja haitat.

Vaihtoehtoja menetelmistä oksidikalvojen saamiseksi piikiekkoihin

Terminen hapetus korotetussa paineessa. Terminen hapetus lisäämällä vetykloridihöyryjä. Menetelmien ja olosuhteiden valinta lämpöoksidin kasvattamiseksi.

26 Piidioksidin ominaisuudet

Piidioksidin rakenne Piidioksidin huokoisuuteen vaikuttavat tekijät.

Rakenteiden metallointi

Vaatimukset ohmisille koskettimille, virtaa kuljettaville kiskoille ja tyynyille. Rakenteiden metalloinnin tekniikka ja ominaisuudet.

Puolijohderakenteiden valmistelu kokoonpanoa varten

Valmiiden rakenteiden ohjaus sähköparametreilla. Kiinnitä levyt liima-alustaan. Vaatimukset prosessille, jolla kiekot erotetaan kiteiksi. Levyjen ja alustojen timantti- ja laserviiraus. Piirustuslevyt timanttileikkurilla. Prosessin ominaisuudet, edut ja haitat.

61 Orientoidut levyerottelumenetelmät

Levyjen erottaminen kiteiksi säilyttäen niiden suuntauksen. Teknologisen prosessin ominaisuudet. Levyleikkauksen edut ja haitat. Levyjen rikkoutuminen. Levyjen erottaminen ilman lisämurtoa

Shatalova V.V.

Opettajan laatimat kysymykset

1. Malysheva I.A. Teknologia integroitujen piirien tuotantoon. - M .: Radio ja viestintä, 1991

2. Zee S. VLSI-tekniikka. - M.: Mir, 1986

3. Till U., Lakson J. Integroidut piirit, materiaalit, laitteet, valmistus. – M.: Mir, 1985.

4. Maller R., Keimins T. Integroitujen piirien elementit. – M.: Mir, 1989.

5. Koledov L.A. Mikropiirien, mikroprosessorien ja mikrokokoonpanojen tekniikka ja suunnittelu - M .: Lan-press LLC, 2008.

6. Onegin E.E. Automaattinen IC-kokoonpano - Minsk: Higher School, 1990.

7. Tšernjajev V.N. Integroitujen piirien ja mikroprosessorien tuotantotekniikka. - M .: Radio ja viestintä, 1987

8. Parfenov O.D. Mikrosirutekniikka, - M .: Korkeakoulu, 1986.

9. Turtsevich A.S. Monikiteisen piin kalvot integroitujen piirien ja puolijohdelaitteiden valmistustekniikassa. - Minsk: Bel science, 2006.

10. Shchuka A.A. Nanoelektroniikka. – M.: Fizmatkniga, 2007.

Mikropiirien tuotantotekniikan yleiset ominaisuudet

Peruskonseptit. Integroitujen piirien (ICs) luokitus ja ominaisuudet. IC-valmistustekniikan päävaiheet, niiden tarkoitus ja rooli. Integroidun teknologian periaatteet, mikropiirirakenteiden valmistusmenetelmät, IC-tuotantotekniikan piirteet.

Tärkeimmät integroitujen puolijohdepiirien valmistuksessa käytetyt teknologiset prosessit ovat hapetus, fotolitografia, diffuusio, epitaksi ja ionisoppaus.

Piin hapetus. Tällä prosessilla on suuri merkitys integroitujen puolijohdepiirien valmistustekniikassa. Piidioksidi Si0 2 on lasimainen oksidi, jolla on sama kemiallinen koostumus kuin kvartsilasilla. Nämä oksidit ovat hyviä eristeitä yksittäisille piirielementeille, toimivat maskina, joka estää epäpuhtauksien tunkeutumisen diffuusion aikana, niitä käytetään suojaamaan pintaa ja luomaan aktiivisia dielektrisiä elementtejä (esimerkiksi MOSFET:issä). Ne muodostavat tasaisen jatkuvan pinnoitteen piipinnalle, joka etsautuu helposti ja poistetaan paikallisilta alueilta. Uudelleenhapetus tarjoaa suojaa P-N– siirtyminen ympäristön vaikutuksista. Piin ja piidioksidin lämpölaajenemiskertoimet ovat lähellä. Piidioksidilla on hyvä tarttuvuus ja se on suhteellisen helppo muodostaa kiekon pinnalle.

Valmistusmenetelmästä riippuen erotetaan lämpö- ja anodioksidit.

Lämpöoksideja saadaan kuumennuskiihdytetyillä piin reaktioilla hapen ja muiden happea sisältävien aineiden kanssa. Tällaiset oksidit ovat ~1 µm paksuja ja niillä on suuri tiheys.

Lämpöhapetusmenetelmällä on kaksi lajiketta:

1) korkean lämpötilan hapetus kuivan hapen ja kostutettujen kaasujen virrassa;

2) hapettuminen vesihöyryssä korkeassa paineessa (50 MPa asti), suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (500...900°C).

Hapetus kostutettujen kaasujen virrassa suoritetaan kuvan 1.8 mukaisesti. Piikiekot laitetaan kvartsiputkeen, jossa lämpötila asetetaan 1100°C:een. Putken toinen pää on kytketty kostuttimeen (deionisoitu vesi), jonka läpi kaasu (argon, typpi jne.) johdetaan. Kun kostutin sammutetaan, kuivaa happea tulee suoraan kvartsiputkeen. Hapetus suoritetaan seuraavassa järjestyksessä: esipito kuivassa hapessa (~15 min); pitkäaikainen hapetus kosteassa hapessa (2 h) ja lopullinen hapetus kuivassa hapessa. Ensimmäinen toimenpide antaa vahvan kalvon, jonka paksuus on pieni. Lämpökäsittely kosteassa hapessa saa aikaan nopean kalvon kasvun (jopa 1 μm), mutta sen tiheys on riittämätön. Myöhempi käsittely kuivahapessa johtaa kalvon tiivistymiseen ja sen rakenteen paranemiseen.

Yleisimmin käytetty oksidin paksuus on mikrometrin kymmenesosia ja paksuuden yläraja on 1 µm. Klooripitoisten komponenttien lisääminen hapettuneeseen väliaineeseen lisää hapettumisnopeutta ja lisää hajoamisintensiteettiä. Kloorin päärooli on vahingossa piidioksidiin joutuneiden epäpuhtausatomien (kalium, natrium jne.) muuttaminen sähköisesti inaktiivisiksi.

Piin hapettuminen vesihöyryssä korkeassa paineessa suoritetaan kammiossa, jonka sisäpinta on päällystetty kullalla tai muulla inertillä metallilla ei-toivottujen reaktioiden välttämiseksi. Kammioon laitetaan piikiekkoja ja tietty määrä erittäin puhdasta vettä, joka kuumennetaan hapetuslämpötilaan (500...800°C). Kalvon paksuus riippuu hapettumisen kestosta, paineesta ja vesihöyrypitoisuudesta.

Oksidikalvon laatuun vaikuttaa sen työtilavuuden puhtaus, jossa prosessi suoritetaan. Jopa merkityksettömän määrän epäpuhtausatomien sisäänpääsy voi muuttaa merkittävästi alkuperäisen työkappaleen materiaalin ominaisuuksia. Haitallisin vaikutus on kuparin epäpuhtaudet, joiden diffuusiokerroin piissä on erittäin korkea.

Suuri merkitys on piin esioksidatiivisella puhdistamisella epäpuhtauksista, mikä johtaa epäjatkuvuuksiin kalvoissa. Korkeapainehapetuksen etuna on mahdollisuus alentaa prosessilämpötilaa ilman kestoa pidentämättä.

Anodin hapetus piillä on kaksi muunnelmaa: hapettuminen nestemäisessä elektrolyytissä ja kaasuplasmassa. Anodinen hapetusprosessi mahdollistaa oksidikalvojen valmistamisen alemmissa lämpötiloissa, mikä rajoittaa epäpuhtauksien uudelleenjakautumista ennalta muodostetuille diffuusioalueille.

Kerrosten välisen eristyksen luomiseksi hapetusprosessia ei käytetä, ja dielektriset kerrokset saadaan kerrostamalla.

Piidioksidikalvoilla suojakerroksina on seuraavat haitat: 1) rakenteen huokoisuus, mikä johtaa vesihöyryn ja joidenkin epäpuhtauksien mahdollisuuteen tunkeutua alkuperäiseen piipintaan; 2) useiden alkuaineiden atomien kyky kulkeutua piidioksidikalvon läpi, mikä johtaa puolijohdelaitteiden ominaisuuksien epävakauteen.

Fotolitografia. Fotolitografia on prosessi, jossa muodostetaan fotoresistinen kuva piirin topologiasta substraatin dioksidipinnalle ja siirretään se sitten alustalle. Rakenteeltaan se sopii yhteen piirilevyn johtimien muodostamisessa käytettyjen menetelmien kanssa. Tällä prosessilla on kuitenkin omat erityispiirteensä, mikä johtuu korkean resoluution vaatimuksista ja kohonneista vaatimuksista käytettyjen materiaalien laadulle ja ympäristön puhtaudelle.

Fotoresistit ovat ohuita orgaanisten liuosten kalvoja, joilla pitäisi olla ominaisuudet, jotka ultraviolettivalolle altistumisen jälkeen polymeroituvat ja muuttuvat liukenemattomiksi. Tärkeimmät vaatimukset fotoresisteille ovat korkea resoluutio, valoherkkyys, kestävyys syövytyksiä ja erilaisia ​​kemiallisia liuoksia vastaan, hyvä tarttuvuus tuotteen pintaan.

Fotoresistin resoluutio on viivojen määrä, joka voidaan levittää yhdelle millimetrille levyn pintaa niiden välisen etäisyyden ollessa yhtä suuri kuin niiden leveys. Tarkkuus riippuu fotoresistin tyypistä ja kerroksen paksuudesta. Ohuilla kerroksilla se on suurempi kuin paksuilla kerroksilla.

Kuvion muodostustavan mukaan fotoresistit jaetaan negatiivisiin ja positiivisiin (kuva 1.9).

Negatiivisen fotoresistin alueet, jotka ovat fotomaskin läpinäkyvien alueiden alla, saavat ultraviolettivalon vaikutuksesta ominaisuuden olla liukenematta kehityksen aikana. Fotomaskin läpinäkymättömien alueiden alla olevat fotoresistin alueet poistetaan helposti kehitettäessä liuottimessa. Näin syntyy; kohokuvio, joka on kuva valonaamarin valoelementeistä (kuva 1.9, a).

Negatiiviset fotoresistit on valmistettu polyvinyylialkoholista. Niitä käytetään laajalti myrkyllisten komponenttien puuttumisen, hyväksyttävän resoluution (jopa 50 riviä/mm), helpon kehityksen ja alhaisten kustannusten vuoksi. Haittana on mahdottomuus säilyttää yli 3 ... 5 tuntia aihioita kerrostuneella kerroksella, koska jälkimmäinen kovettuu jopa pimeässä. Lisäksi kosteuden ja ympäristön lämpötilan aleneessa valoherkän kerroksen mekaaninen lujuus ja sen tarttuvuus pintaan heikkenevät.

Säteilytyksen vaikutuksesta positiivinen fotoresisti muuttaa ominaisuuksiaan siten, että käsittelyn aikana sen säteilytetyt alueet liukenevat kehitteisiin ja säteilyttämättömät alueet (jotka sijaitsevat fotomaskin läpinäkymättömien alueiden alla) jäävät levyn pinnalle (kuva 1.9). , b).

Positiivisissa fotoresisteissa käytetään diatsoyhdisteisiin perustuvia materiaaleja, jotka koostuvat valoherkästä polymeeripohjasta (novolakkihartsi), liuottimesta ja joistakin muista komponenteista. Tarttuvuuden ja resoluution suhteen ne ovat parempia kuin negatiiviset fotoresistit, mutta ne ovat kalliimpia ja sisältävät myrkyllisiä liuottimia. Positiivisten fotoresistien resoluutio on jopa 350 riviä/mm. Positiivisen fotoresistin etuna on rusketuksen puuttuminen aihioiden varastoinnin aikana, joissa on levitetty valoherkkä kerros.

IC-tuotannon teknologisessa prosessissa käytetään nestemäisiä ja kuivia fotoresistejä.

Nestemäisiä fotoresistejä levitetään kastamalla (kasttamalla), kaatamalla sentrifugoimalla, rullaamalla uritetulla telalla ja muilla menetelmillä.

Kuivat fotoresistit, jotka ovat yleistyneet paremman valmistettavuuden ja helppokäyttöisyyden vuoksi, ovat ohut rakenne, jossa on kolme kerrosta: optisesti läpinäkyvä kalvo (yleensä polyeteenitereftalaatti), valoherkkä polymeeri ja suojaava lavsaanikalvo. Ne levitetään korotetussa lämpötilassa poistamalla alustavasti suojakerros ja liimaamalla fotoresisti. Kuvion valottamisen jälkeen optinen kalvo poistetaan ja kuva kehitetään vedessä. Tässä tapauksessa kuvan valottamattomat alueet poistetaan.

Piirikuvion korkea resoluutio saadaan aikaan positiivisilla fotoresisteillä. Niiden edut eivät kuitenkaan sulje pois mahdollisuutta käyttää negatiivisia fotoresistejä, jotka ovat haponkestävämpiä ja helpompia kehittää.

Fotolitografiaprosessin päävaiheet kontaktitulostuksen toteutuksessa on esitetty kuvassa 1.10.

Alustan pinnan valmistelu (kuva 1.10, a) vaikuttaa merkittävästi fotoresistin tarttumiseen. Jälkimmäinen tulee levittää välittömästi levyn hapettumisen jälkeen ilman ylimääräisiä pintakäsittelyjä. Jos alustat varastoidaan yli tunnin ajan, suoritetaan lämpökäsittely kuivassa hapessa tai typessä t=1000°C:ssa useiden minuuttien ajan. Se eliminoi alustan pinnan hydrofiilisyyden.

Fotoresisti levitetään sentrifugoimalla (kuva 1.10.6). Fotoresistikerroksen optimaalinen paksuus on 0,3...0,8 µm. Kun kerrospaksuus on alle 0,2 μm, puhkeamisen todennäköisyys kasvaa jyrkästi, ja yli 1 μm:n paksuudella prosessin resoluutio laskee, mikä tekee mahdottomaksi saada pienikokoisia elementtejä.

Fotoresistiä levitettäessä on varmistettava kerroksen tasaisuus (huokosten, vieraiden hiukkasten jne. puuttuminen) ja sen paksuuden tasaisuus. Kerroksen homogeenisuus riippuu alkuperäisen fotoresistin puhtaudesta, ympäristön puhtaudesta, kuivaustavoista ja -menetelmästä. Kerroksen paksuuden tasaisuus riippuu fotoresistin viskositeetista ja sen kerrostumistavoista. Kerroksen paksuuden epätasaisuus on syy kontrastin heikkenemiseen, joka johtuu valonaamion epätäydellisestä sovituksesta valokerrokseen valotuksen aikana.

Liuottimen poisto fotoresistikerroksesta vahvan ja homogeenisen kalvon muodostamiseksi suoritetaan kuivaamalla t =18...20°C 15...30 min ja sitten t = 90...100°C. 30 min ajan.

Kuvan siirto fotomaskista fotoresistikerroksella päällystetylle levylle toteutetaan valotuksella (kuva 1.10, c). Jos fotolitografiaprosessi toistetaan, on tarpeen yhdistää aiemmin saatu kuvio valokuvanaamion kuvioon. Kohdistustarkkuus on 0,25 ... 0,5 µm. Valonlähteenä käytetään ksenon- ja elohopeakvartsilamppuja.

Siirron laatuun vaikuttavat merkittävästi diffraktioilmiöt, joita esiintyy, kun mallineen ja levyn välillä on rakoja. Raot syntyvät alustan epätasaisuudesta, ja ne ovat 20 μm. Kuvan siirron laatu fotomaskista fotoresistikerrokseen voidaan arvioida vasta kehityksen jälkeen.

Piilevän kuvan (kuva 1.10, d) kehittäminen negatiivisessa fotoresistissä muodostuu fotomaskin pimeiden paikkojen alla olevien alueiden poistamisesta. Positiivisen fotoresistin tapauksessa säteilytetyt alueet poistetaan. Negatiiviset fotoresistit näkyvät orgaanisissa liuottimissa (trikloorietyleeni jne.) ja positiiviset - emäksissä. Suojaominaisuuksien parantamiseksi muodostunut kerros kuivataan t=100...120°C:ssa ja parkitaan sitten t=200...250°C:ssa 30...40 min.

Vaadittu piirikuvio saadaan etsaamalla substraatin alueet, joita fotoresistillä ei ole suojattu typpi- ja fluorivetyhapon seoksella (kuva 1.10, e).

Syövytyksen tulee varmistaa oksidikalvojen täydellinen syövyttäminen. Tässä tapauksessa on tapauksia, joissa on tarpeen etsata samanaikaisesti eripaksuisia oksidikalvoja. Etsaustoimintojen tarkkuus riippuu negatiivin tarkkuudesta ja fotoresistin laadusta. Jos kerros tarttuu huonosti työkappaleen pintaan, fluorivetyhappo voi tunkeutua ruskettun kerroksen alle ja syövyttää sen suojaamat alueet oksidikalvosta. Pinnalle jäänyt fotoresistikerros poistetaan liuottimessa, jota käytetään orgaanisena nesteenä ja rikkihappona. Turvotuksen jälkeen fotoresistikalvot poistetaan vanupuikolla.

Fotolitografia on yksi tärkeimmistä puolijohdemikropiirien tuotannon teknologisista prosesseista. Sen laaja käyttö selittyy sen korkealla toistettavuudella ja resoluutiolla, mikä mahdollistaa pienikokoisen kuvion saamisen, menetelmän monipuolisuudella ja joustavuudella sekä korkealla tuottavuudella. Kontaktifotolitografian haittana on fotomaskin nopea kuluminen ja vikojen esiintyminen kosketuspinnoissa. Kosketuksen yhteydessä fotomaski painaa kaikki hiukkaset (kuten pölyhiukkaset) fotoresistikerrokseen, mikä johtaa vikoja fotoresistin suojakerroksessa.

Pölyhie fotoresistin pinnalla voi estää sen kovettumisen ja johtaa reiän (”puhkaisun”) muodostumiseen oksidiin. Pölytäplä tai tummia pisteitä valokuvanaamion läpinäkyvässä osassa voivat antaa saman vaikutuksen. Valomaskin tummennetussa osassa oleva reikä voi johtaa oksidikalvon epätäydelliseen poistoon. Pölyhiukkasten koot ovat oikeassa suhteessa kosketuselementtien alueiden kokoon. Heidän läsnäolonsa johtaa mikropiirin avioliittoon.

Todennäköisyys, että viat ilmaantuvat liukenemattomien pölyhiukkasten ja muiden pisteepäpuhtauksien johdosta piipintaan, on verrannollinen kiekon pinta-alaan. Tällaisten vikojen esiintyminen rajoittaa mikropiirien enimmäispinta-alaa.

Kosketukseton (projektio) fotolitografia eliminoi kontaktin fotomaskin ja fotoresistikerroksen välillä, mikä mahdollistaa useiden kontaktifotolitografian haittojen välttämisen.

Projektiopainatusmenetelmässä kuva heijastetaan fotomaskista fotoresistikerroksella päällystetylle levylle, joka on sijoitettu huomattavan etäisyyden päähän toisistaan. Valomaskin kuvan mitat voidaan tehdä suurennetussa mittakaavassa. Tällä menetelmällä vaatimukset substraattien tasaisuudesta ja fotoresistikerroksen paksuuden tasaisuudesta lisääntyvät. Linssille asetetaan korkeat vaatimukset, joiden on tarjottava vaadittu resoluutio substraatin koko työskentelyalueella. Tällä hetkellä paras resoluutio (0,4 µm) saadaan 2x2 mm:n alueelta. Vaikeudet luoda objektiiveja, jotka tarjoavat korkean resoluution suurella alueella, estävät projektiofotolitografian menetelmän laajan käyttöönoton.

Microgap-fotolitografia yhdistää fotolitografian kontakti- ja projektiomenetelmien edut. Tällä menetelmällä levyn ja valonaamarin väliin muodostuu 10...20 mikronin rako. Tällainen rako on riittävän suuri minimoimaan diffraktioilmiön, ja samalla riittävän pieni jättääkseen huomioimatta aukon epälineaariset vääristymät kuvan siirron aikana. Teolliset mikrovälialtistuslaitteet ovat paljon monimutkaisempia kuin kosketusaltistuslaitteet.

Diffuusio. Tämä on prosessi, jossa seostusaineet siirretään alueilta, joissa pitoisuus on suurempi. Jos kiinteässä aineessa on minkä tahansa alkuaineen atomien pitoisuusgradientti, syntyy suunnattu diffuusioliike, joka pyrkii tasoittamaan näiden atomien pitoisuuden koko tilavuudessa. Pitoisuuden tasaamisprosessit tapahtuvat riittävän korkeissa lämpötiloissa, kun hiukkasnopeus kasvaa jyrkästi. Niille on tunnusomaista diffuusiokerroin D, joka määräytyy aineen massasta, joka tunkeutuu yhden alueen läpi aikayksikköä kohti konsentraatiogradientilla yksi.

Diffuusiokerroin tietylle materiaalille ja diffundoituvalle epäpuhtaudelle ensimmäisessä approksimaatiossa riippuu vain lämpötilasta (eksponentiaalinen riippuvuus).

Ryhmän III alkuaineiden (B, A1, Ip) diffuusiokerroin piihin on 1 ... 1,5 suuruusluokkaa suurempi kuin ryhmän V alkuaineiden (As; P; Sb). Esimerkiksi boorin diffuusiokerroin piin lämpötilassa t == 1473 K on 10,5 cm 2 /s, arseenin - 0,3 cm 2 /s.

Diffuusioprosessi suoritetaan kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kiteelle luodaan epäpuhtauksilla kyllästetty kerros äärettömästä lähteestä (kaasufaasista). Tätä vaihetta kutsutaan epäpuhtausajoksi. Se suoritetaan hapen läsnä ollessa, mikä edistää borosilikaattilasikerroksen (B 2 0 3 -epäpuhtauksille) tai fosfori-silikaattilasikerroksen (P 2 O 5 -epäpuhtauksille) muodostumista pinnalle. Ajoprosessin parametrit ovat diffuusionin ja hapen pitoisuus kantajakaasussa, kaasuseoksen nopeus ja prosessiaika. Toisessa vaiheessa seos jakautuu uudelleen. Tätä vaihetta kutsutaan epäpuhtauksien leviämiseksi. Se suoritetaan lämpötilassa t = 800...1000°C ulkoisen epäpuhtauslähteen puuttuessa. Työilmapiiri on inertin kaasun ja hapen seos. Epäpuhtauksien leviämiseen kiekon syvyyteen liittyy suojaavan piioksidikalvon kasvu.

Diffuusio suoritetaan lämpötila-alueella 1100...1300°C ja ajoprosessi huomioiden kaksivaiheisessa prosessissa -1000...1300°. Alle 1000 °C:ssa diffuusiokertoimet ovat hyvin pieniä ja diffuusiosyvyys mitätön. Yli 1300 °C:n lämpötilassa levyjen pinnan rikkoutuminen tapahtuu korkean lämpötilan vaikutuksesta.

Epäpuhtauslähteinä käytetään kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​yhdisteitä. Booria ja fosforia käytetään useimmiten kemiallisten yhdisteiden B 2 0 5, P 2 O 5 jne. muodossa.

Diffuusio kiinteästä lähteestä peräisin olevaan kantokaasuvirtaan suoritetaan kaksivyöhykkeisissä asennuksissa (kuva 1.11). Epäpuhtauksien lähde sijoitetaan matalan lämpötilan vyöhykkeelle, ja piikiekot sijoitetaan korkean lämpötilan vyöhykkeelle (1100 ... 1200 ° C). Putki huuhdellaan inertin kaasun ja hapen seoksella, ja lämpötilajärjestelmän määrittämisen jälkeen levyt asetetaan työalueelle. Kantokaasu kuljettaa haihtuvat epäpuhtausmolekyylit levyille ja putoaa nestemäisen lasikerroksen läpi niiden pinnoille. Nestelasi suojaa levyjen pintoja haihtumiselta ja vieraiden hiukkasten sisäänpääsyltä. Kiinteästä lähteestä diffuusioprosessin haitat - asennuksen monimutkaisuus ja höyrynpaineen hallinnan vaikeus.

Diffuusio kantokaasuvirtauksessa nestelähteestä suoritetaan yksinkertaisemmalla yksivyöhykkeellä, jossa on mahdollista saada laajempi alue pintapitoisuuksia. Tällaisen prosessin haittana on pitoisuuksien korkea myrkyllisyys.

Diffuusio suljetussa tilavuudessa. Tällainen diffuusio saa aikaan diffuusiokerrosten parametrien hyvän toistettavuuden. Tässä tapauksessa piikiekko ja epäpuhtauksien lähde asetetaan kvartsiampulliin, joka pumpataan ulos 10 -3 Pa:n paineeseen tai täytetään inertillä kaasulla. Sitten ampulli suljetaan ja asetetaan lämmitysuuniin. Epäpuhtaushöyrymolekyylit adsorboituvat puolijohdekiekon pintoihin ja diffundoituvat sen syvyyteen. Tätä menetelmää käytetään boorin, antimonin, arseenin ja fosforin diffuusioon. Nämä epäpuhtaudet ovat erittäin myrkyllisiä, ja diffuusio ampullissa eliminoi myrkytyksen mahdollisuuden.

Menetelmän etuna on mahdollisuus käyttää yhtä uunia useiden epäpuhtauksien diffuusioon ilman niiden keskinäistä kontaminaatiota, haittana on alhainen tuottavuus ja huolellisen latausprosessin tarve, koska mikä tahansa ampulliin päässyt aine diffundoituu yhdessä pääepäpuhtauden kanssa.

Kaikissa diffuusiomenetelmissä on tarpeen varmistaa tasainen lämpötilan jakautuminen kuuman alueen akselilla. Jos diffuusiokerroksen syvyyden toleranssi on 100 %, riittää lämpötilan ylläpitäminen ±5°C tarkkuudella. 20 %:n toleranssilla lämpötila on säilytettävä ± 0,5 °C:n tarkkuudella.

Diffuusiosyvyys vaihtelee muutamasta mikrometristä (piirielementtien osalta) 10 ... 100 mikroniin niiden eristämisessä. Suuri diffuusiosyvyys vaatii huomattavan ajan (jopa 60 h).

Oksidissa olevan reiän kautta piihin diffundoituvat epäpuhtaudet etenevät sivusuunnassa lähes yhtä paljon kuin syvyydessä.

Yleisimmät diffuusiovirheet ovat diffuusiokerroksen syvyyden poikkeamat. Tällaisten poikkeamien syynä ovat pöly ja muut hiukkaset levyn pinnalla sekä jäännösfotoresisti. Pintavirheet ja häiriöt kidehilassa myötävaikuttavat diffuusionin syvempään tunkeutumiseen materiaaliin. Tällaisten vikojen määrän vähentämiseksi on välttämätöntä tarkkailla ympäristön, materiaalien ja laitteiden puhtautta huolellisesti valmistelutöiden ja diffuusioprosessin aikana.

Kuitti P-N-siirtymät diffuusiomenetelmillä mahdollistavat siirtymän syvyyden ja sijainnin, epäpuhtauksien pitoisuuden jne. tarkan hallinnan. Haittana diffuusioprosessissa on mahdottomuus saada selkeitä siirtymiä alueiden välillä, joilla on eri johtavuus.

Epitaksia. Tämä on prosessi, jossa kasvatetaan kerroksia, joilla on järjestetty kiderakenne toteuttamalla substraatin orientoiva toiminta. Integroitujen piirien valmistuksessa käytetään kahdenlaisia ​​epitaksia: homoepitaksia ja heteroepitaksia.

Homoepitaksia (autoepitaksia) on kiteisen aineen suuntautunut kasvuprosessi, joka ei eroa kemialliselta koostumukseltaan substraattiaineesta. Heteroepitaksia on aineen suuntautunut kasvuprosessi, joka poikkeaa kemialliselta koostumukseltaan substraattimateriaalista.

Epitaksiaalikalvon kasvatusprosessissa siihen voidaan lisätä lisäaineita, jolloin saadaan puolijohdekalvoja, joilla on haluttu pitoisuusjakauma ja tietyn tyyppinen johtavuus. Näin on mahdollista saada selkeät rajat eri johtavuustyyppien alueiden välille.

Tällä hetkellä yleisin on ns. kloridimenetelmä epitaksiaalisten piikerrosten saamiseksi, joka perustuu piitetrakloridin pelkistykseen. Prosessi suoritetaan reaktorissa, joka on RF-generaattorin kelaan sijoitettu kvartsiputki. Reaktorit voivat olla vaaka- ja pystysuuntaisia.

Vaakasuuntaisessa reaktorissa (kuva 1.12) piikiekkoja asetetaan grafiittikantoille. Lämmitys tapahtuu suurtaajuusgeneraattorilla. Ennen prosessin aloittamista järjestelmä täytetään typellä tai heliumilla ilman poistamiseksi ja huuhdellaan puhtaalla vedyllä, joka 1200°C lämpötilassa reagoi substraattien pinnalla olevien oksidikalvojen jäänteiden kanssa ja poistaa ne lähes kokonaan. Sitten kammio täytetään

seos HC1 ja H 2 useita mikrometrejä paksun kerroksen syövyttämistä piikiekosta. Kaasuetsaus poistaa vaurioituneen kerroksen ja jäännökset Si0 2. Epitaksiaaliset kalvot saadaan ilman rakenteellisia vikoja. Puhdistuksen jälkeen järjestelmää huuhdellaan vedyllä muutaman minuutin ajan, sitten SiCl4 ja seostusaine. Reaktion seurauksena

5iС1 4(kaasu) + 2H 2(kaasu) ↔ Si(KOVA) ↓ + 4HC1(GAS)

Piitetrakloridi hajoaa ja pii kerrostuu piisubstraatille, joka ottaa alla olevan kerroksen rakenteen. Prosessin päätyttyä substraatti jäähdytetään puhtaalla vetyvirralla.

Tietyt vedyn, piikloridin ja epäpuhtauksien suhteet saavutetaan säätämällä syöttönopeutta ja lämpötilaa. Kantokaasun (vedyn) tyypillinen virtausnopeus on 10 l/min ja määrän välinen suhde H 2 ja SiCl4 on 1000: 1. Tähän seokseen lisätään kaasumaista diffuusioainetta määrä noin 300 osaa 1 000 000 osaa kaasuseosta kohti.

Fosfiinia käytetään luovuttajana epäpuhtautena. (RN 3), ja saada kerros P-tyyppi - diboraani (B 2 H 6).

Epitaksiaalikalvon kasvunopeus riippuu kulutuksesta SiCl4 ja H 2 substraatin lämpötila, lisättyjen epäpuhtauksien määrä jne. Nämä muuttujat, joita voidaan säätää melko tarkasti, määräävät prosessin keston.

Epitaksiaalikalvon pienin paksuus määräytyy kiteytyskeskusten läsnäolon perusteella. Virheettömän kalvon paksuuden yläraja on 250 µm. Useimmiten epitaksiaalikalvon paksuus on 1 - 25 µm.

Epitaksiaalikerroksen laatuun vaikuttaa suuresti substraatin pinnan puhtaus ja käytetyt kaasut. Alustana käytetään 150...200 µm paksuja, rakenteellisia vikoja sisältäviä piikiekkoja. Kaasujen sallittu epäpuhtauspitoisuus on yhtä suuri kuin useita epäpuhtauksien osia miljoonaa osaa kaasua kohti.

Puolijohdekiekkojen ohjaus suoritetaan viimeistelyn kiillotuksen, epitaksin, hapettumisen ja diffuusion jälkeen. Se perustuu visuaaliseen havainnointiin ja analyysiin levykuvasta, joka muodostuu näytölle levyn pinnalta heijastuvan homosentrinen näkyvän valonsäteen avulla.

Rikkoutuneella rakenteella olevat kiekon osat aiheuttavat häiriöitä valonsäteeseen, jolloin kiekkoviat näkyvät ruudulla kiekkokuvan valon voimakkuuden muutoksina, mikä mahdollistaa sen laadun arvioinnin.

Ohutkalvojen sputterointi. Tärkeimmät menetelmät ohuiden kalvojen saamiseksi ovat lämpösumutus (haihdutus) tyhjiössä ja ionisputterointi.

Terminen ruiskutus tyhjiössä. Tällainen kerrostuminen perustuu metallien ja joidenkin muiden materiaalien atomien (molekyylien) kykyyn haihdutuksen aikana korkeatyhjiöolosuhteissa liikkua suoraviivaisesti (sädemäisesti) ja kerrostua niiden liikeradalla olevalle pinnalle.

Tyhjiösputterointilaitteisto (kuva 1.13) koostuu tasaisesta levystä 6, johon on asennettu lasi- tai metallikorkki 9. Jälkimmäisessä tapauksessa se toimitetaan katselulasin kanssa. Levyssä on kaksi eristettyä tyhjiötiivistä ulostuloa. 4 höyrystimen virransyöttöön 3. Substraatti asetetaan jonkin matkan päähän höyrystimestä 10, jolle levitetään ohut kalvo. Alusta lämpenee ja suljetaan pellin avulla, kunnes asetettu tila saavutetaan. 1.

Tyhjiössä haihduttamisen aikana tapahtuvien fysikaalisten prosessien mukaisesti voidaan erottaa seuraavat kalvonmuodostuksen vaiheet: 1) kerrostetun materiaalin siirtyminen höyrytilaan; 2) höyryn siirtyminen haihdutuslähteestä alustaan; 3) höyryn kondensaatio alustalle ja kalvon muodostuminen.

Ruiskutetun materiaalin siirto höyrytilaan. Höyryntuotannon alueella materiaali haihtuu ja lämpenee, kunnes sen höyrynpaine ylittää jäännöskaasujen paineen. Tässä tapauksessa kuumimmat molekyylit, joilla on korkea kineettinen energia, ylittävät molekyylien vetovoimat ja irtautuvat sulatteen pinnasta. Johtuen jyrkästi heikentyneestä lämmönsiirrosta suurissa tyhjiöolosuhteissa, substraattien ylikuumenemista ei tapahdu.

Joidenkin materiaalien nimellinen haihtumislämpötila on alhaisempi kuin sulamispiste. Esimerkiksi kromin sulamispiste on 1800°C, ja se haihtuu, kun sitä kuumennetaan tyhjiössä 1205°C:n lämpötilassa. Aineen siirtymistä kiinteästä tilasta höyrytilaan ilman nestemäistä tilaa kutsutaan sublimaatio.

Höyryn siirtyminen haihdutuslähteestä alustalle. Höyryn siirtymisalue on 10...20 cm Jotta haihtuneen aineen molekyylien liikeradat olisivat suoraviivaisia, jäännöskaasun molekyylien keskimääräisen vapaan reitin on oltava 5...10 kertaa suurempi kuin höyrynsiirtoalueen lineaariset mitat.

Vapaa polku l- matka, jonka aineen höyrymolekyyli kulkee törmämättä jäännöskaasumolekyylien kanssa. Korkeassa tyhjiössä, kun l ³ d(d- etäisyys haihdutuslähteestä substraattiin), haihdutetun aineen molekyylit lentävät matkaa käytännössä ilman törmäyksiä. Tätä höyrystyneen aineen virtausta kutsutaan molekyylinen ja sen luomiseen tarvitaan suuruusluokkaa 10-5 ... 10-6Pa oleva tyhjiö.

Höyryn kondensaatio alustalle ja kalvon muodostuminen. Höyryn kondensoituminen riippuu alustan lämpötilasta ja atomivuon tiheydestä. Haihdutetun aineen atomit adsorboituvat substraatille satunnaisen kulkeutumisen jälkeen sen pinnan yli.

Ohutkalvot eroavat mekaanisista ja fysikaalisista ominaisuuksista merkittävästi bulkkimateriaaleista. Esimerkiksi joidenkin kalvojen ominaislujuus on noin 200 kertaa korkeampi kuin hyvin hehkutettujen bulkkinäytteiden lujuus ja useita kertoja suurempi kuin kylmätyöstettyjen materiaalien lujuus. Tämä johtuu hienosta kiderakenteesta ja alhaisesta plastisuudesta. Metallien haihtumislämpötila vaihtelee useista sadoista astetta (esimerkiksi cesiumin 430 °C) useisiin tuhansiin (esimerkiksi 3500 °C volframiin). Tässä suhteessa tyhjiöhaihduttamisessa käytetään erityyppisiä höyrystimiä. Aineen lämmitysmenetelmän mukaan höyrystimet jaetaan resistiivisiin, elektronisiin ja induktioihin.

Resistiivisissä höyrystimissä lämpöenergiaa saadaan lämmön vapautumisesta, kun virta kulkee lämmittimen läpi tai suoraan haihdutettavan materiaalin läpi. Yleisimmin käytetyt epäsuoralla lämmityksellä varustetut höyrystimet. Tässä tapauksessa tarjotaan erityisiä lämmittimiä, joiden avulla haihtunut aine lämmitetään vaadittuun lämpötilaan. Höyrystimen materiaali on yleensä volframi, tantaali, molybdeeni jne.

Lämmittimen materiaalin valintaan vaikuttavat seuraavat vaatimukset: sulassa tilassa olevan höyrystyneen materiaalin on kasteltava lämmitin hyvin muodostaen hyvä lämpökosketus, eikä se saa joutua kemialliseen reaktioon lämmitinmateriaalin kanssa. Periaatteessa käytetään volframista, molybdeenistä ja tantaalista valmistettuja lämmittimiä.

Resistiiviset haihduttimet eivät tarjoa vaadittua kalvojen koostumusta seosten haihduttamisen aikana. Eri komponenttien höyrynpaineeroista johtuen kalvon koostumus eroaa merkittävästi lähtöaineen koostumuksesta. Esimerkiksi sputteroitu nikromiseos (80 % Ni ja 20 % Cr) muodostaa alustalle kalvon, jonka koostumus on 60 % Ni ja 40 % Cr. Vaaditun koostumuksen omaavien kalvojen saamiseksi monikomponenttiseoksista (esimerkiksi MLT:stä jne.) käytetään mikroannostus- tai räjähdysainehaihdutusmenetelmää. Tällä menetelmällä nauhahaihduttimeen, joka on kuumennettu lämpötilaan, joka ylittää tulenkestävimmän komponentin haihtumislämpötilan 200 ... 300 ° C, syötetään mikroannoksella haihdutettua seosjauhetta, jonka hiukkaskoko on 100 ... 200 mikronia. Mikroannoksen haihtuminen tapahtuu lähes välittömästi.

Elektronisissa höyrystimissä elektronien kineettinen energia muunnetaan lämpöenergiaksi. Höyrystynyttä materiaalia käytetään kiinteän langan muodossa, jonka vapaa pää on alttiina elektronisäteelle. Lyhyen kuumennuskeston (10 -8 ... 10 -9 s) vuoksi monimutkaisen yhdisteen komponentit haihtuvat ja kerrostuvat alustalle lähes samanaikaisesti. Elektronisuihkulämmitys mahdollistaa tulenkestävien metallien ja niiden seosten haihduttamisen.

Parametrien stabiilisuuden lisäämiseksi ohuet metallikalvot altistetaan lämpökäsittelylle kuumentamalla t=300 ... 400 °C. Tässä tapauksessa kiteet karkeutuvat, niiden välinen sidos lisääntyy, kalvosta tulee tiheämpi ja tiiviimpi ja sähköinen ominaisvastus pienenee.

Tyhjiöpinnoitusta käytetään laajalti resistiivisten kalvojen, kuparista, alumiinista ja joistakin muista seoksista valmistettujen johtimien, dielektristen piioksidipinnoitteiden jne. saamiseksi. Prosessin tärkeimmät edut ovat tuloksena olevan kalvon korkea puhtaus ja sen paksuuden säätelyn helppous. pinnoitusprosessi ja toteutuksen helppous. Menetelmän merkittävimmät haitat ovat komponenttien prosenttiosuuden muutos monimutkaisen koostumuksen omaavien aineiden haihduttamisen aikana; alhainen kalvon paksuuden tasaisuus saostuksen aikana suurelle alueelle pistelähteistä; vaikeus haihduttaa tulenkestäviä materiaaleja; prosessin korkea inertia käytettäessä resistiivisiä haihduttimia; kalvon suhteellisen alhainen tarttumislujuus alustan kanssa.

Ioninen sputterointi. Se perustuu ilmiöön, jossa kiinteiden aineiden tuhoutuminen tapahtuu, kun niiden pintaa pommitetaan harvinaisen kaasun ionisoiduilla molekyyleillä. Prosessiin ei liity korkeita lämpötiloja, ja se mahdollistaa tulenkestävien metallien ja metalliseosten kalvojen valmistamisen. On olemassa seuraavia ionisputterointityyppejä: katodi, ioniplasma ja magnetroni.

Katodisputterointi ("diodijärjestelmä") (kuva 1.14) suoritetaan tyhjiökammiossa, jossa on kaksi tasosuuntaista elektrodia. Yksi elektrodi (katodi) on valmistettu ruiskutusmateriaalista ja se on pommituksen kohde. Toinen elektrodi (anodi) toimii alustana, jolle kalvo kerrostetaan. Alipainekammioon luodaan matala paine (10 -3 ... 10 -4 Pa), jonka jälkeen se täytetään inertillä kaasulla (yleensä argonilla) paineessa 1 ... 10 Pa. Kun käytetään korkeaa jännitettä (1 ... 3 kV), elektrodien välillä tapahtuu itsenäinen hehkuva kaasupurkaus, joka virittyy elektroniemissiolla. Katodi on elektronien lähde, joita tarvitaan hehkupurkauksen ylläpitämiseen. Elektronit liikkuvat kohti anodia ja törmäyksessä neutraalien kaasumolekyyleiden kanssa tyrmäävät uusia elektroneja, mikä johtaa jyrkkään elektronivirran kasvuun. Tässä tapauksessa inertti kaasumolekyyli muuttuu neutraalista positiiviseksi ioniksi, jonka massa on suurempi kuin elektronilla. Näin tapahtuu kaasun ionisaatio, jota kutsutaan plasmaksi, kun elektroneja ja ioneja on suurempi tai yhtä suuri. Elektronit siirtyvät anodille ja neutraloituvat. Positiiviset ionit siirtyvät toiselle plasmarajalle ja kiihtyvät pimeässä katoditilassa hankkien suuria energioita sputteroidakseen kohteen (katodin). Kohdemateriaalin suuren energian atomit kerrostuvat substraatin pinnalle, joka sijaitsee riittävän lähellä katodia. Yleensä tämä etäisyys on puolitoista tai kaksi pimeän katodin pituutta.

Katodinen reaktiivinen sputterointi suoritetaan inerttien ja aktiivisten kaasujen seoksessa. Sen avulla voit saada elokuvasta erilaisen koostumuksen. Purkausta kaasuseoksessa "argon-happi" käytetään oksidien saamiseksi. Tantaalin reaktiivinen sputterointi argonilmakehässä happea, typpeä ja hiiltä lisäten mahdollistaa useiden yhdisteiden, joilla on hyvin erilaiset ominaisuudet, saamiseksi.

Ioniplasma sputterointi (kolmen elektrodin järjestelmä) suoritetaan alhaisemmilla paineilla (kuva 1.15).

Kammioon muodostuu 10 - 3 Pa paine ja katodin hehku kytketään päälle. Sitten se täytetään inertillä kaasulla, jonka paine on 10-1 Pa. Kaasupurkausplasman luominen saadaan aikaan kaaripurkauksella, joka tapahtuu anodin ja katodin välillä jännitteellä 150 ... 250 V. Kuuma katodi toimii elektronien lähteenä. Sputteroitu materiaali (kohde) viedään kaasupurkaukseen itsenäisenä elektrodina, joka ei liity purkauksen ylläpitämiseen. Termionisen katodin simuloimat elektronit kiihtyvät kohti anodia ja ionisoivat jäännöskaasun molekyylejä matkan varrella. Tuloksena olevan plasman tiheys on yli suuruusluokkaa suurempi kuin hehkupurkausplasman tiheys. Kohdekatodi ja substraatti sijoitetaan aktiivisen plasmatilan vastakkaisille rajoille. Sputterointi alkaa siitä hetkestä, kun kohteeseen kohdistuu anodin suhteen negatiivinen potentiaali 200 ... 1000 V. Tämä potentiaali hylkii elektroneja ja houkuttelee ioneja plasmaavaruudesta. Ionit pommittavat kohdetta samalla tavalla kuin tarkastelussa "diodi"-versiossa. Sputteroidut atomit, jotka liikkuvat pääasiassa pintaa vastaan ​​kohtisuoraan suuntaan, kerrostuvat alustalle. Sputterointi matalissa paineissa mahdollistaa kalvon hyvän tarttuvuuden alustaan ​​johtuen ruiskutettujen hiukkasten suuremmasta energiasta. Koska tässä paineessa molekyylien keskimääräinen vapaa polku on useita senttimetrejä, sputteroidut atomit matkalla kohteesta substraatille eivät juuri törmää inertin kaasun ja kaasun epäpuhtauksien molekyylien ja ionien kanssa, mikä vähentää merkittävästi kontaminaatioastetta. kalvosta, jossa on vieraita kaasusulkeumia. Mahdollisuus pienentää kohteen ja substraattien välistä etäisyyttä johtuu siitä, että triodisputterointijärjestelmässä elektronien ja ionien muodostuminen tapahtuu itsenäisesti kohteesta.

Triodijärjestelmän haittoja ovat lankakatodin lyhyt käyttöikä ja erilaiset sputterointinopeudet tasaisen kohteen yksittäisissä osissa.

Suurtaajuista ionisputterointia käytetään eristeiden ja puolijohdemateriaalien sputteroimiseen. Tavanomaisen kohdekatodiin osuvien johtavien materiaalien sputteroinnin aikana neutraali työkaasu-ioni vastaanottaa elektronin kohteesta ja purkautuu muuttuen jonkin aikaa neutraaliksi molekyyliksi. Jos sputteroitava kohdemateriaali on dielektristä, kohteen ionien neutralointia ei tapahdu ja se peittyy nopeasti positiivisten varausten kerroksella, joka estää lisäkohteen sputteroinnin.

Positiivisen varauksen vaikutus voidaan eliminoida kohdistamalla vaihtojännite metallielektrodiin, johon suihkutettu eriste on kiinnitetty. Sinä aikana, jolloin kohteen jännite on negatiivinen, se sputteroidaan, ja siihen liittyy positiivisen varauksen kertyminen. Kun polariteetti on käänteinen, positiivinen varaus kompensoituu plasmasta vedetyillä elektroneilla. Dielektrisiä materiaaleja voidaan sputteroida lähes millä tahansa taajuudella.

Ilman sitä, mitä on vaikea kuvitella nykyajan ihmisen olemassaoloa? Tietysti ilman modernia tekniikkaa. Jotkut asiat ovat tulleet elämäämme niin paljon, että niistä on tullut niin tylsiä. Internet, televisio, mikroaaltouunit, jääkaapit, pesukoneet - ilman tätä on vaikea kuvitella nykymaailmaa ja tietysti itseään siinä.

Mikä tekee lähes kaikesta nykytekniikasta todella hyödyllistä ja tarpeellista?

Mikä keksintö tarjosi suurimmat mahdollisuudet edistymiseen?

Yksi ihmisen välttämättömimmistä löydöistä on mikropiirien valmistustekniikka.

Hänen ansiostaan ​​moderni tekniikka on niin pientä. Se on kompakti ja kätevä.

Tiedämme kaikki, että taloon mahtuu valtava määrä mikropiireistä koostuvia asioita. Monet niistä mahtuvat housujen taskuun ja ovat kevyitä.

piikkinen polku

Tuloksen saavuttamiseksi ja mikropiirin saamiseksi tutkijat ovat työskennelleet monta vuotta. Alkupiirit olivat nykystandardien mukaan valtavia, ne olivat suurempia ja raskaampia kuin jääkaappi, huolimatta siitä, että moderni jääkaappi ei koostu kokonaan monimutkaisista ja monimutkaisista piireistä. Ei mitään tällaista! Siinä on pieni, mutta käyttökelpoisempi kuin vanhoja ja tilaa vieviä. Löytö teki loisteen, joka antoi sysäyksen tieteen ja teknologian edelleen kehitykselle, läpimurto tehtiin. Sirujen tuotantolaitteet julkaistiin.

Laitteet

Mikropiirien valmistus ei ole helppo tehtävä, mutta onneksi ihmisellä on ne tekniikat, jotka yksinkertaistavat tuotantotehtävää mahdollisimman paljon. Monimutkaisuudesta huolimatta ympäri maailmaa tuotetaan päivittäin valtava määrä mikropiirejä. Niitä parannetaan jatkuvasti, ja niihin saadaan uusia ominaisuuksia ja parannettua suorituskykyä. Miltä nämä pienet mutta älykkäät järjestelmät näyttävät? Tämä auttaa laitteita mikropiirien tuotantoon, jota itse asiassa käsitellään jäljempänä.

Mikropiirejä luotaessa käytetään sähkökemiallisia pinnoitusjärjestelmiä, puhdistuskammioita, laboratoriohapetuskammioita, kuparin sähköpinnoitusjärjestelmiä, fotolitografisia ja muita teknisiä laitteita.

Fotolitografialaitteet ovat koneenrakennuksen kalleimpia ja tarkimpia. Se on vastuussa kuvien luomisesta piisubstraatille aiotun sirutopologian luomiseksi. Fotoresisti levitetään ohuelle materiaalikerrokselle, joka sen jälkeen säteilytetään fotomaskilla ja optisella järjestelmällä. Laitteen käytön aikana kuvion elementtien koko pienenee.

Paikannusjärjestelmissä johtava rooli on lineaarisella sähkömoottorilla ja laserinterferometrillä, joilla on usein palautetta. Mutta esimerkiksi Moskovan laboratorion "Amphora" kehittämässä tekniikassa tällaista yhteyttä ei ole. Tässä kodinkoneessa on tarkempi liike ja tasainen toisto molemmilla puolilla, mikä eliminoi takaiskun mahdollisuuden.

Erikoissuodattimet suojaavat maskia syvän ultraviolettialueen lämmöltä ja kestävät yli 1000 asteen lämpötiloja pitkien käyttökuukausien ajan.

Matalaenergiaiset ionit hallitaan kerrostuksessa monikerroksisille pinnoitteille. Aikaisemmin tämä työ tehtiin yksinomaan magnetronisputterointimenetelmällä.

Chipsin tuotantotekniikka

Koko luomisprosessi alkaa puolijohdekiteiden valinnalla. Olennaisin on silikoni. Ohut puolijohdekiekko kiillotetaan, kunnes siihen ilmestyy peilikuva. Jatkossa luomisen pakollinen vaihe on fotolitografia ultraviolettivalolla kuvan piirtämisessä. Tämä auttaa konetta mikropiirien tuotannossa.

Mikä on mikrosiru? Tämä on ohuista piikiekoista tehty monikerroksinen piirakka. Jokaisella niistä on erityinen muotoilu. Tämä sama kuvio luodaan fotolitografian vaiheessa. Levyt sijoitetaan huolellisesti erikoislaitteisiin, joiden lämpötila on yli 700 astetta. Paahtamisen jälkeen ne pestään vedellä.

Monikerroksisen levyn luontiprosessi kestää jopa kaksi viikkoa. Fotolitografia suoritetaan useita kertoja, kunnes haluttu tulos saavutetaan.

Mikropiirien luominen Venäjällä

Tämän alan kotimaisilla tutkijoilla on myös oma teknologiansa digitaalisten mikropiirien tuotantoon. Vastaavan profiilin tehtaita toimii koko maassa. Tehossa tekniset ominaisuudet eivät ole paljon huonompia kuin muiden maiden kilpailijat. Venäläisiä mikropiirejä suositaan useissa osavaltioissa. Kaikki kiitos kiinteän hinnan, joka on alhaisempi kuin länsimaisten valmistajien.

Laadukkaiden mikropiirien tuotannon välttämättömät komponentit

Mikropiirit luodaan huoneissa, jotka on varustettu ilman puhtautta säätelevillä järjestelmillä. Koko luomisvaiheessa erikoissuodattimet keräävät tietoa ja käsittelevät ilmaa, mikä tekee siitä puhtaamman kuin leikkaussaleissa. Tuotannon työntekijät käyttävät erityisiä suojahaalareita, jotka on usein varustettu sisäisellä hapensyöttöjärjestelmällä.

Hakkeen valmistus on kannattavaa liiketoimintaa. Tämän alan hyville asiantuntijoille on aina kysyntää. Lähes kaikki elektroniikka saa virtansa mikropiireistä. Ne on varustettu nykyaikaisilla autoilla. Avaruusalukset eivät pystyisi toimimaan ilman niissä olevia mikropiirejä. Tuotantoprosessia parannetaan säännöllisesti, laatu paranee, mahdollisuudet laajenevat, säilyvyys pitenee. Mikropiirit ovat merkityksellisiä pitkiä kymmeniä tai jopa satoja vuosia. Heidän päätehtävänsä on hyötyä maan päällä ja sen ulkopuolella.