2. Маршрутный процесс формирования фрагмента совмещенной имс

Совмещенная интегральная микросхема – это комбинированное изделие интегральной электроники, в которой некоторые элементы (обычно пассивные) наносят на поверхность пластины (кристалла) методами пленочной технологии. Однако совмещенные интегральные микросхемы в отдельный класс изделий интегральной электроники не выделяются, так как планарная технология производства твердотельных интегральных микросхем включает и процессы формирования тонких пленок различного функционального назначения.

Рис.3 - Фрагмент совмещенной ИМС: Т − транзистор (Э− эмиттер, Б− база, К− коллектор), R − пленочный резистор

Известно, что твердотельные интегральные микросхемы по сравнению с изделиями с навесными элементами имеют лучшие технико–экономические показатели: размеры и массу, надежность, быстродействие, стоимость. Известно также, что эти показатели улучшаются с повышением функциональной сложности ИМС, т. е. с увеличением числа элементов, полученных с помощью интегральной технологии. Для обозначения числа элементов, полученных с помощью интегральной технологии на кристалле используют термин степень интеграции. Степень интеграции – это показатель степени сложности ИМС, характеризуемой числом элементов на общем кристалле. Для характеристики степени интеграции используют показатель К = lgN, где N – число элементов ИМС. В зависимости от значения К условно различают ИМС малой степени интеграции (МИС), средней степени интеграции (СИС), большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие (СБИС).

1. Формирование партии пластин (рабочих и контрольных) 76 КДБ-0,3

2. Химобработка. Предназначена для удаления с поверхности механических и органических загрязнений. Используется перекисно-аммиачный раствор (H₂O₂+NH₄OH+HF) при Т=75°С, t=12 мин, затем каскадная промывка до ρ_H2O>5 МОм∙см с последующей сушкой на центрифуге V=1000 об/мин, t=12 мин. на линии "Лада-1".

3. Контроль качества химобработки осуществляется на 3-х пластинах из партии по диаметру, проходящему перпендикулярно базовому срезу под микроскопом ММУ-3 в темновом поле при ув.≥250*. Допускается не более 5 дефектов.

4. Фотолитография под коллектор.

5. Травление оксида.

6. Снятие фоторезиста.

7. Контроль пластин после фотолитографии.

8. Химобработка пластин.

9. Контроль химобработки.

10. Диффузия фосфора. Операция предназначена для получения поверхностного источника примеси n-типа за счет диффузии фосфора до необходимых значений R_S и глубины диффузионного слоя. Диффузант РС1₃. Операция включает следующие этапы:

№ п/п	Наименование этапа	Температура, ОС	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4. 5.	Загрузка Прогрев Загонка Р Разгонка Р Выгрузка	950 950 950 950 950	10 15 3 15 10	N2(450)/ О2(10) - // - N2 через PCl3 N2(450)/ О2(10) - // -	Электропечь диффузионная однозонная СДО125/3-15,0

R_S = 20 Ом/ . Загрузка 50 пластин.

11. Снятие фосфоросиликатного стекла. Операция предназначена для удаления поверхностного источника примеси с пластин. Производится в растворе НF на линии "Лада-1".

12. Контроль снятия стекла. Осуществляется на микроскопе МИМ-7 или ММУ-3 (ув.>240*) в 5 точках. Допускается: не более 10 светящихся точек в поле зрения; не более 15 пятен по всей пластине; мелкая разноцветная сыпь по всей пластине.

13. Окисление высокотемпературное. Операция служит для окончательного перераспределения примесей и формирования активных и пассивных областей. Операция включает следующие этапы:

№ п/п	Наименование этапа	Температура, ОС	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Загрузка Выдержка Нагрев Окисление Выдержка Охлаждение Выгрузка	900 900 до 1000 1000 1000 до 900 900	10 10 20 10 15 20 10	сух. О2/N2 (HCl) - // - вл. О2/N2 (HCl) вл. О2 (HCl) сух. N2 - // - - // -	Электропечь диффузионная однозонная СДО125/3-15,0

R_S = 220 Ом/ . Толщина оксида 0,25 мкм. Загрузка 100 пластин.

14. Контроль окисления и диффузии..

15. Фотолитография "под базу".

16. Травление оксида кремния.

17. Снятие фоторезиста.

18. Контроль пластин после фотолитографии.

19. Контроль ВАХ и коэф. усиления. Проводится на измерителе характеристик п/п приборов Л 2-56. На трех пластинах в 3 точках пробивное напряжение изоляции U_Пр > 40 B при обратном токе I_обр = 0,01 мА.

20. Химобработка пластин.

21. Контроль химобработки.

22. Диффузия бора (1 стадия базы). Операция служит для создания поверхностного источника примеси р-типа. Диффузант ВВг₃. Операция включает следующие этапы:

№ п/п	Наименование этапа	Температура, ОС	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4. 5.	Загрузка Выдержка Загонка В Выдержка Выгрузка	950 950 950 950 950	10 15 20 5 10	N2(450)/ О2(10) - // - N2 через ВВг3 N2(450)/ О2(10) - // -	Электропечь диффузионная однозонная СДО125/3-15,0

R_S = 60 Ом/ . Загрузка 50 пластин.

23. Снятие боросиликатного стекла. На линии "Лада-1" см. п.26.

24. Снятие оксида кремния. На линии "Лада-1" в НF

25. Контроль снятия стекла.

26. Диффузия бора (2 стадия базы). Операция служит для окончательного перераспределения примесей и формирования активных и пассивных областей. Операция включает следующие этапы:

№ п/п	Наименование этапа	Температура, ОС	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Загрузка Выдержка Нагрев Окисление Выдержка Охлаждение Выгрузка	900 900 до 1000 1000 1000 до 900 900	10 10 20 10 15 20 10	сух. О2/N2 (HCl) - // - вл. О2/N2 (HCl) вл. О2 (HCl) сух. N2 - // - - // -	Электропечь диффузионная однозонная СДО125/3-15,0

R_S = 220 Ом/ . Толщина оксида 0,25 мкм. Загрузка 100 пластин.

27. Контроль окисления и диффузии.

28. Диффузия фосфора (эмиттер). Операция предназначена для формирования эмиттерных областей n⁺-типа. Диффузант РС1₃. Операция включает следующие этапы:

№ п/п	Наименование этапа	Температура, ОС	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Загрузка Прогрев Загонка Р Разгонка Окисление Уплотнение Выгрузка	950 950 950 950 950 950 950	10 15 3 3 12 8 10	N2(450)/ О2(10) - // - N2 через РС13 N2(450)/ О2(10) вл. N2/O2 (HCl) N2(450)/ О2(10) - // -	Электропечь диффузионная однозонная СДО125/3-15,0

R_S = 150 Ом/ . Толщина оксида 0,30 мкм.

29. Контроль окисления и диффузии.

30. Легирование ионное n+-слоя. Операция предназначена для подлегирования базовых контактов. Используется установка ионного легирования "Везувий 4" или "Везувий 4М". Доза - 200 мкКл/см², энергия ионов 50 кэВ, давление - 5х10^-5 мм рт.ст. Источник примеси PС1₃.

31. Окисление высокотемпературное.

32. Травление оксида кремния.

33. Контроль окисления и диффузии.

34. Термообработка пластин. Термообработка проводится в диффузионной печи СДО-125/3-12,0 в течение 15 мин при Т=500°С в среде азота с расходом 250 л/ч. Время охлаждения 4 мин.

35. Фотолитография "окна под контакты".

36. Травление оксида кремния.

37. Снятие фоторезиста.с пластин.

38. Контроль пластин после фотолитографии.

45. Нанесение металла. На установке магнетронного распыления "Оратория-5" t=350 c, h=1,2 мкм. Сплав Al-Si-Cu (1,5%, 9%).

46. Контроль блока металлизации под микроскопом МИИ-4. Допускается не более 2 дефектных модулей (контролируют одну пластину из 10) 100% - визуально. Не должно быть пятен, разводов, вспучивания Ме, пятна Ме, капель Me, отслаивания Me. Адгезия оценивается методом царапания с последующим контролем под микроскопом ММУ-3 (ув.12О*). Толщина на МИИ-4.

47. Химобработка пластин - обработка в изопропиловом спирте t=720 c, T- комнатная.119. Фотолитография-8.

48. Травление металла осуществляется на установке химической обработки пластин "Лада-1" в травителе: Н₂О+СН₃COOН+НNO₃+Н₃РO₄. Время травления контролируется по полному вытравливанию металла.

49. Нанесение металла. На установке магнетронного распыления "Оратория-5" t=350 c, h=1,2 мкм. Сплав Al-Si-Cu (1,5%, 9%).

50. Контроль блока металлизации под микроскопом МИИ-4. Допускается не более 2 дефектных модулей (контролируют одну пластину из 10) 100% - визуально. Не должно быть пятен, разводов, вспучивания Ме, пятна Ме, капель Me, отслаивания Me. Адгезия оценивается методом царапания с последующим контролем под микроскопом ММУ-3 (ув.12О*). Толщина на МИИ-4.

51. Химобработка пластин - обработка в изопропиловом спирте t=720 c, T- комнатная.119. Фотолитография-8.

52. Травление металла осуществляется на установке химической обработки пластин "Лада-1" в травителе: Н₂О+СН₃COOН+НNO₃+Н₃РO₄. Время травления контролируется по полному вытравливанию металла.

53. Плазмохимическое травление. Предназначено для вытравливания Si в металлизации в плазме ВЧ-разряда. Среда-элегаз. Установка УВП-2.

54. Доснятие фоторезиста на линии "Лада-1" в диметилформалиде t=I0 мин, затем УЗ-ванне t=5 мин. Промывка в деионизованной воде до ρ> 3 МОм*см, сушка в центрифуге.

55. Контроль пластин после фотолитографии под микроскопом ММУ-3. 100%-ный визуальный контроль на 2-ом, не должно быть >18%дефектных модулей.

56. Высокотемпературная обработка осуществляется (вжигание) в диффузионной печи СДО-125/3, Т=510°С, t=15 мин в N₂ (250 л/г).

57. Проверка ВАХ-1 проводится для контроля технологического процесса путем выборочной проверки ВАХ на пластине. Используется измеритель характеристик п/п приборов Л2-56. Данные поступают в ЭВМ. При I=10 мкА, U_кбпроб >14 В.

58. Химобработка в среде диметилформалида t=7 мин, Т-комнатная.

59. Контроль блока металлизации под микроскопом ММУ-3, Допускается не более 12 дефектных модулей. Контролируют 1 пластину из 10 рабочих.