2 Вопрос №2 «Маршрутный процесс формирования мдп конденсатора»

В МДП-конденсаторах в качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния (рисунок 2.1), на который в дальнейшем наносится пленка алюминия, являющаяся обкладкой конденсатора. Второй обкладкой является сильнолегированная область кремния n+, имеющая омический контакт с выводом.

Рисунок 2.1 – Структурная схема МДП-конденсатора

У МДП-конденсаторов имеется один p–n–переход между коллекторной областью транзисторной структуры и подложкой, служащей для изоляции МДП-конденсатора от других элементов, расположенных на подложке.

Технология формирования МДП-конденсатора может быть следующей.

1. Формирование партии пластин. Предусматривает подготовку партий пластин и их маркировку на установке лазерной маркировки "Импульс". Рабочие пластины 100 КЭФ-4,5(100) толщиной 330 мкм.

2. Гидромеханическая отмывка. Предназначена для удаления механических загрязнений с помощью деионизованной воды марки А на линии "Кубок". Включает: очистку – 25 с, промывку 1-10 с, промывку 11-15 с; сушку – 10 с.

3. Химическая обработка. Удаление органических и неорганических загрязнений в перекисно-аммиачном растворе при Т=75 °С, 10 мин. с последующей отмывкой в деионизованной воде.

4. Контроль качества химобработки. Производится невооружённым глазом и под микроскопом ММУ-3 или МИМ-7 при увеличении >240 крат.

Невооружённым глазом:

– рабочая поверхность пластин должна быть чистой;

– без пятен;

– подтёков;

– разводов и грязных полос.

Под микроскопом в темном и светлом полях в 5-ти точках не допускается:

– более 2-х светящихся точек;

– мелкая сыпь под скрытым слоем;

– структурные дефекты, которые светятся в темном поле и не исчезают в светлом.

5. Окисление высокотемпературное. Создание маскирующего защитного слоя SiO₂. Операция проводится в несколько этапов:

N" п/п	Наименование этапа	Температура, °С	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 10 60 10 20 10	сух.О2/НСl(15) –"– вл.O2/HCl(15) –"– сух. О2 –"– –"–	Электропечь диффузионная СДОМ

Толщина оксида - 0,1 мкм. Загрузка - 200 пластин.

6. Контроль после окисления (или диффузии). Производится в 5-ти точках в темном поле при ув.>240 крат под микроскопом ММ У -3 (МИМ-7).

Не допускается:

– в поле зрения более 5-ти светящихся точек;

– структурные дефекты, которые светятся в тёмном поле и не исчезают в светлом;

– неравномерный цвет окисла в местах соприкосновения пластины с кассетой;

– мелкая сыпь в местах разделительных дорожек;

– дефекты фотолитографии (островки окисла);

– наличие мелкой сыпи по всей поверхности пластины;

– мелкая сыпь в коллекторных и эмиттерных окнах.

7. Фотолитография «Карман». Предназначена для формирования окон в маскирующей плёнке фоторезиста для последующего ионного легирования бором через слои SiO₂ и фоторезиста с целью создания р-областей. Используется автомат для нанесения фоторезиста 0.8 ФМ-75/2-002 и установка совмещения и экспонирования ЭМ-584 или ЭМ-584А:

– Марка фоторезиста ФП-РН-7

– Скорость вращения центрифуги, об/мин 1500-10000

– Температура сушки, °С 90-110

– Время сушки, мин 6

– Температура задубливания, °С 120-140

– Время задубливания, мин 6-8

– Толщина плёнки фоторезиста, мкм 0,8

– Время экспонирования при осв. 50000 лк, с 20

– Время проявления, с 10

Проявление производится с помощью 0.5% раствора КОН на автомате проявления фоторезиста 0.8ФП-75-4.

8. Ионное легирование бором. Доза – 2мкКл/см², Е = 100КэВ. На установке "Везувий-5".

9. Травление оксида кремния. Операция служит для удаление оксида с незащищённых фоторезистом участков. Проводится на установке химической обработки в травителе HF+Н₂О.

Промывка в деионизованной воде 2 минуты до достижения удельного сопротивления воды на выходе из ванны р >3МОм∙см. Сушка 3 мни. при скорости вращения центрифуги 1000 об/мин.

10. Снятие фоторезиста. Удаление защитной маски фоторезиста после создания в пленке оксида рисунка требуемой конфигурации. Производится на установке химической обработки в травителе H₂SO₄+NH₄NO₃ (10:1) последовательно в двух ваннах: t₁=7мин. t₂=3мин. с последующей промывкой деионизованной водой в трехкаскадной ванне, t₃=3мин. в каждом отсеке. Дополнительная отмывка 2мин. Сушка 3 мин. при скорости центрифуги 1000 об/мин.

11. Контроль пластин после фотолитографии. Производится на установке визуального контроля по двум диаметрам перпендикулярно базовому срезу. Контролируется:

– чистота поверхности;

– качество травления;

– неровность края;

– качество совмещения;

– линейные размеры вскрытых областей и металлизированных дорожек.

12. Химобработка пластин. См. п. 3.

13. Контроль химобработки. См. п. 4.

14. Высокотемпературная обработка. Операция предназначена для разгонки примесей в р-кармане и создания оксидной маски требуемой толщины.

N" п/п	Температура, °С	Время, мин	Состав, расход газа, л/ч	Оборудование
1. 2. 3. 4.	700 1000 1150 700	30 20 50 50	сух. О2/НСl –"– –"– –"–	Электропечь диффузионная СДОМ

15. Контроль после окисления (или диффузии). См. п. 6.

16. Фотолитография «Карман». См. п. 7.

17. Ионное легирование сурьмой. Предназначено для формирования скрытого n⁺- слоя. Имплантация осуществляется на установке "Везувий-5", источник примеси - металлическая Sb.

18. Травление оксида кремния. См. п. 9.

19. Снятие фоторезиста. См. п. 10.

20. Контроль пластин после фотолитографии. См. п. 11.

21. Химобработка пластин. См. п. 12.

22. Контроль химобработки. См. п. 13.

23. Высокотемпературная обработка. См. п. 14.

24. Контроль после окисления (или диффузии). См. п. 6.

25. Фотолитография «Карман». См. п. 7.

26. Ионное легирование бором. См. п. 8.

27. Травление оксида кремния. См. п. 9.

28. Снятие фоторезиста. См. п. 10.

29. Контроль пластин после фотолитографии. См. п. 11.

30. Химобработка пластин. См. п. 12.

31. Контроль химобработки. См. п. 13.

32. Высокотемпературная обработка. См. п. 14.

33. Контроль после окисления (или диффузии). См. п. 6.

34. Фотолитография «Карман». См. п. 7.

35. Напыление алюминия. Операция служит для создания разводки второго уровня металлизации. Для напыления алюминия используется агрегат непрерывного действия 01НИ-7-006 ("Оратория-5").

Режим напыления:

– напряжение разряда магнетрона – 450 В;

– ток разряда магнетрона – 10 А;

– время напыления – 300 с;

– давление при напылении – 2×10^-4мм рт.ст.;

– толщина пленки Аl – 1,1 мкм;

– загрузка в одном цикле – 15 пластин.

36. Химобработка пластин. См. п. 12.

37. Термообработка пластин. Операция служит для улучшения адгезии фоторезиста при последующей фотолитографии. См. п.18.

38. Фотолитография «Карман». См. п. 7.

39. Травление металла. Алюминий травят 6 мин при Т=35°С в растворе НNО₃:СН₃СООН:Н₃Р0₄ (1:5:25) с последующей промывкой в трехкаскадной ванне до 2 М0м*cм, сушкой в центрифуге 5 мин при 1000 об/мин и контролем качества травления и линейных размеров. Операция проводится на установке ультразвуковой отмывки 084 УВ-0,008-002 и установке отмывки и сушки 084ПВС 0/1500-004.

40. Снятие фоторезиста. См. п. 10.

41. Контроль пластин после фотолитографии. См. п. 11.