Bipolar工艺流程PPT资料.ppt
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n衬底的电阻率决定芯片的击穿电压。
衬底的电阻率决定芯片的击穿电压。
N型埋层型埋层(一次光刻)(一次光刻)n第一步是在晶片上生长一层薄氧化层,第一步是在晶片上生长一层薄氧化层,使用使用NBL掩膜版在甩上光刻胶的氧化层掩膜版在甩上光刻胶的氧化层上光刻。
氧化刻蚀在硅表面刻出窗口后,上光刻。
氧化刻蚀在硅表面刻出窗口后,用离子注入或热淀积法使用离子注入或热淀积法使N型杂质进入型杂质进入晶片。
通常用含砷(晶片。
通常用含砷(As)或锑()或锑(Sb)的杂质形成的杂质形成N型埋层,这是因为这些元型埋层,这是因为这些元素的扩散系数低,从而抑制了后续工艺素的扩散系数低,从而抑制了后续工艺中出现向上扩散的现象中出现向上扩散的现象N型埋层型埋层外延生长外延生长n在生长轻掺杂在生长轻掺杂N型外延层值前要先去除型外延层值前要先去除晶片上的氧化层。
外延时,表面不连续晶片上的氧化层。
外延时,表面不连续性将沿着性将沿着45的角度向上传递。
外延生的角度向上传递。
外延生长结束时,由于硅片晶向等原因,长结束时,由于硅片晶向等原因,NBL阴影将横向平移长约外延层厚度的距离。
阴影将横向平移长约外延层厚度的距离。
n设计参数包括外延层厚度和外延层电阻设计参数包括外延层厚度和外延层电阻率,对于模拟电路来说希望率,对于模拟电路来说希望外延生长外延生长隔离扩散隔离扩散(二次光刻)(二次光刻)n在集成电路中,在集成电路中,P型衬底接最负电位,以使隔型衬底接最负电位,以使隔离结处于反偏,达到各岛间电绝缘的目的。
离结处于反偏,达到各岛间电绝缘的目的。
n隔离方法有:
反偏隔离方法有:
反偏PN结隔离、介质隔离、结隔离、介质隔离、PN结结-介质混合隔离等。
各种隔离方法均有介质混合隔离等。
各种隔离方法均有其优缺点。
其中,其优缺点。
其中,PN结隔离工艺简单,是最结隔离工艺简单,是最常用的隔离方法。
常用的隔离方法。
n再次氧化晶片,在表面涂光刻胶,使用隔离再次氧化晶片,在表面涂光刻胶,使用隔离掩膜版刻出图形。
淀积高浓度硼后,经高温掩膜版刻出图形。
淀积高浓度硼后,经高温推结使隔离扩散在外延层中部分向下移动推结使隔离扩散在外延层中部分向下移动,在硅衬底上形成孤立的外延层岛,实现各元在硅衬底上形成孤立的外延层岛,实现各元件间的电绝缘件间的电绝缘。
隔离扩散隔离扩散基区注入(三次光刻)基区注入(三次光刻)n决定决定NPN管的基区及扩散电阻的图形管的基区及扩散电阻的图形n离子注入可精确控制基区掺杂,接下来离子注入可精确控制基区掺杂,接下来退火修复注入损伤并确定基区结深,充退火修复注入损伤并确定基区结深,充分减小接触分减小接触电阻。
电阻。
基区注入基区注入发射区扩散发射区扩散(四次光刻)(四次光刻)n晶片再次涂光刻胶并用发射区掩膜版刻晶片再次涂光刻胶并用发射区掩膜版刻出图形,然后在要形成出图形,然后在要形成NPN管发射区和管发射区和要制作要制作N型外延层或深型外延层或深N+扩散欧姆接扩散欧姆接触的区域刻蚀氧化层露出硅表面,极高触的区域刻蚀氧化层露出硅表面,极高浓度的磷形成发射区浓度的磷形成发射区。
发射区扩散发射区扩散蒸铝、反刻铝和覆盖保护层(第五次光刻)蒸铝、反刻铝和覆盖保护层(第五次光刻)蒸铝、反刻铝和覆盖保护层(第五次光刻)蒸铝、反刻铝和覆盖保护层(第五次光刻)金属化连线光刻(第金属化连线光刻(第6次光刻)次光刻)纵向纵向NPN晶体管结构剖面图晶体管结构剖面图钝化、开压焊孔、引线压焊、封装及测试钝化、开压焊孔、引线压焊、封装及测试n采用等离子增强化学汽相淀采用等离子增强化学汽相淀(PECVD)Si3N4钝化膜,一般淀积温度钝化膜,一般淀积温度300。
n第第7次光刻(开压焊孔)次光刻(开压焊孔)n引线压焊、封装及测试。
引线压焊、封装及测试。
总总结结n从上述芯片制造工艺过程可以看到,共从上述芯片制造工艺过程可以看到,共进行了进行了7次光刻,需要次光刻,需要7块掩膜版。
典型块掩膜版。
典型的集成电路制造工艺需要的集成电路制造工艺需要1520块不块不同的掩膜版,某些同的掩膜版,某些BiCOMS工艺更需要工艺更需要28块掩膜版。
此外,还要涉及到氧化、块掩膜版。
此外,还要涉及到氧化、外延、离子注入或扩散、化学汽相淀积、外延、离子注入或扩散、化学汽相淀积、金属化和钝化等工艺。
掌握了这些工艺金属化和钝化等工艺。
掌握了这些工艺技术,就掌握了制造集成电路的基本技技术,就掌握了制造集成电路的基本技术。
术。
纵向纵向NPN晶体管晶体管纵向纵向NPN晶体管晶体管(实物图)实物图)衬底垂直衬底垂直PNP晶体管晶体管(SubstrateVerticalPNPtransistor)横向横向NPN晶体管晶体管(lateralPNPtransistor)横向横向NPN晶体管(实物图)晶体管(实物图)基区电阻基区电阻(baseresistor)发射极电阻发射极电阻(emitterresistor)利用利用PN结实现电容结实现电容(PNjunctioncapacitor)
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