Производство полупроводников - очень сложный и точный процесс, включающий множество этапов создания интегральных схем (ИС) на кремниевых пластинах. Процесс начинается с формирования слоев, таких как аммиак и межслойные изоляторы, после чего с помощью фотолитографии создаются шаблоны. Затем используется травление для придания слоям формы в соответствии с рисунком, а также легирование для изменения электрических свойств определенных областей. На последних этапах удаляется фоторезист, и полупроводниковое устройство соответствует требуемым характеристикам. Этот процесс повторяется многократно, чтобы создать сложные слои и структуры, необходимые для современных полупроводниковых устройств.
Объяснение ключевых моментов:
-
Формирование слоев:
- Процесс начинается с формирования слоя аммиака на межслойном изоляторе. Этот слой имеет решающее значение для создания стабильной основы для последующих этапов.
- Межслойный изолятор обычно изготавливается из таких материалов, как диоксид кремния (SiO₂), и служит барьером между различными проводящими слоями в полупроводниковом устройстве.
-
Фотолитография:
- Поверх слоя аммиака наносится светостойкий слой, называемый фоторезистом. Этот слой чувствителен к ультрафиолетовому (УФ) свету и используется для создания рисунков на полупроводниковой пластине.
- Поверх фоторезиста помещается фотомаска, содержащая желаемый рисунок схемы. Затем пластина подвергается воздействию ультрафиолетового света, который затвердевает фоторезист на открытых участках.
-
Проявка рисунка фоторезиста:
- После облучения пластина подвергается проявке, в ходе которой стираются неэкспонированные (мягкие) участки фоторезиста. После этого остается слой фоторезиста с рисунком, который соответствует схеме.
- Этот рисунок служит маской для последующего процесса травления.
-
Травление:
- В процессе травления удаляется слой аммиака и межслойный изолятор в областях, не защищенных рисунком фоторезиста. Это можно сделать с помощью мокрого химического травления или сухого плазменного травления, в зависимости от материалов и требуемой точности.
- В результате получается точное копирование рисунка схемы на пластине.
-
Удаление фоторезиста:
- После завершения травления оставшийся фоторезист удаляется с помощью процесса, называемого зачисткой фоторезиста. Обычно для этого используются химические растворители или плазменное озоление.
- Теперь полупроводниковая пластина готова к следующему набору процессов, которые могут включать дополнительные слои, нанесение рисунка и травление.
-
Легирование:
- Легирование - это важный этап, на котором определенные участки полупроводника обрабатываются примесями (допантами) для изменения их электрических свойств. Это делается для создания в полупроводнике областей n-типа (богатых электронами) или p-типа (богатых дырками).
- Легирование может быть достигнуто с помощью таких методов, как ионная имплантация или диффузия, когда атомы легирующего вещества вводятся в полупроводниковый материал.
-
Повторение процесса:
- Весь процесс повторяется многократно, чтобы создать сложные слои и структуры, необходимые для современных полупроводниковых устройств. Каждая итерация добавляет новый слой схемы, при этом точное выравнивание (литография) обеспечивает правильное расположение каждого слоя относительно других.
-
Окончательный контроль и тестирование:
- После формирования всех слоев и структур полупроводниковая пластина подвергается тщательному контролю и тестированию, чтобы убедиться, что полупроводниковые устройства соответствуют требуемым спецификациям.
- Дефектные устройства выявляются и либо ремонтируются, либо отбраковываются, а работоспособные готовятся к упаковке и интеграции в электронные изделия.
Этот поэтапный процесс, хотя и упрощенный, включает в себя передовые технологии и тщательное внимание к деталям для производства высокопроизводительных полупроводников, которые питают современные электронные устройства.
Сводная таблица:
| Шаг | Описание |
|---|---|
| Формирование слоев | Для создания стабильной основы формируются слои аммиака и межслойного изолятора. |
| Фотолитография | Наносится слой фоторезиста и подвергается воздействию ультрафиолетового света для создания схем. |
| Разработка фоторезиста | Неэкспонированный фоторезист смывается, оставляя маску для травления. |
| Травление | Слои вытравливаются, чтобы повторить рисунок схемы на полупроводниковой пластине. |
| Удаление фоторезиста | Оставшийся фоторезист удаляется, подготавливая пластину к дальнейшей обработке. |
| Легирование | Вводятся примеси для изменения электрических свойств в определенных областях. |
| Повторение процесса | Этапы повторяются для создания сложных слоев и структур. |
| Окончательный контроль | Перед упаковкой пластины проверяются на соответствие техническим требованиям. |
Узнайте больше о производстве полупроводников и о том, как оно влияет на современные технологии. свяжитесь с нашими экспертами сегодня !
