Технология изготовления кристаллов полупроводниковых интегральных микросхем

Ткачева А.С., Курнявко Ю.В., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Современный этап развития радиоэлектроники характеризуется широким применением интегральных микросхем (ИМС) во всех радиотехнических системах и аппаратуре. Это связано со значительным усложнением требований и задач, решаемых радиоэлектронной аппаратурой, что привело к росту числа элементов в ней. За каждое десятилетие число элементов в аппаратуре увеличивается в 5-20 раз. Разрабатываемые сейчас сложные комплексы аппаратуры и системы содержат миллионы и десятки миллионов элементов. В этих условиях исключительно важное значение приобретают проблемы повышения надежности аппаратуры и ее элементов, микроминиатюризации электро-радиокомпонентов и комплексной миниатюризации аппаратуры. Все эти проблемы успешно решает микроэлектроника.

Интегральная и функциональная микроэлектроника являются фундаментальной базой развития всех современных систем радиоэлектронной аппаратуры. Они позволяют создавать новый вид аппаратуры - интегральные радиоэлектронные устройства.

Микроэлектроника - одно из магистральных направлений в радиоэлектронике, и уровень ее развития в значительной степени определяет уровень научно-технического прогресса страны.

Применяют два основных метода изготовления ИМС - полупроводниковый и пленочный.

Первый метод заключается в локальной обработке микроучастков полупроводникового кристалла и придании им свойств, присущих функциям отдельных элементов и их соединений (полупроводниковые интегральные микросхемы).

Второй метод основан на использовании послойного нанесения тонких пленок различных материалов на общее основание (подложку) при одновременном формировании на них схемных элементов и их соединений (пленочные интегральные микросхемы).

В обоих случаях важное значение имеет качество обработки поверхности полупроводниковых пластин и подложек .

Приведу пример типового процесса обработки пластин кремния перед термическим окислением, который включает следующие операции:

1. обезжиривание в горячем (75-80°С) перекисно-аммиачном растворе;

2. промывание в проточной деионизованной воде (удаление продуктов реакции предыдущей обработки);

3. обработка в горячей (90-100°С) концентрированной азотной кислоте (удаление ионов металлов);

4. промывание в проточной деионизованной воде (удаление остатков кислот);

5. гидродинамическая обработка пластин бельичими кистями в струе деионизованной воды;

6. сушка пластин с помощью центрифуги в струе очищенного сухого воздуха;

7. травление в растворе фтористоводородной кислоты (снятие поверхностного слоя и удаление загрязнений).