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Processo de Fabricação de Circuitos Integrados Principais Etapas de Processo: ⇒ Oxidação Térmica ⇒ Deposição de óxido de silício ⇒ Fotogravação ⇒ Corrosào Química ⇒ Difusão de Impurezas ⇒ Implantação Iônica Sala Limpa (“Cleanroom”) Oxidação Térmica: Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício Si p Oxidação Térmica • Tempo • Temperatura • Ambiente Si p SiO2 2 C900T 2 SiOOSi o →+ > Lâmina Funções Principais • Mascaramento contra impurezas • Dielétrico de porta Deposição de Óxido de Silício: (Chemical Vapor Deposition) Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício ou outra superfície qualquer Si p Deposição de SiO2 • Tempo • Temperatura • Fluxo de Gases Si p SiO2 ↑+ →+ 22C50024 H2SiOOSiH o Lâmina Função Principal • Mascaramento contra impurezas Abertura de Janelas : Fotogravação e Corrosão Química Objetivo: processo pelo qual retiramos o óxido de silício, silício policristalino ou alumínio de certas regiões, determinadas pela fotomáscara Abertura de Janelas • fotomáscara Funções Principais • No SiO2: posterior difusão localizada; • No alumínio ou silício policristalino: definição das vias de interconexão. Si p Si p 1 - Obtenção da Fotomáscara Sucessivas reduções Campo claro Campo escuro Fotografia de uma fotomáscara Ampliação de uma fotomáscara de campo claro Ampliação de uma fotomáscara de campo escuro 2 - Aplicação de Fotorresiste na lâmina 3 - Exposição à luz ultravioleta 4 - Revelação 5 - Corrosão química 6 - Remoção do Fotorresiste Si p Luz Ultravioleta Fotomáscara Fotorresiste SiO2 Si p SiO2 Si p Si p Si p SiO2 Fotorresiste Fotomáscara Si p SiO2 Fotorresiste Fotomáscara Incidência de Luz U. V. Fotorresiste sensibilizado Si p SiO2 Fotorresiste Visão após a revelação do fotorresiste Si p SiO2 Fotorresiste Visão após a corrosão do SiO2 Si p SiO2 Visão após a remoção do fotorresiste Difusão de Impurezas: Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas doadoras (fósforo, arsênio…) ou aceitadoras (boro…) Difusão • Tempo • Temperatura • Tipo de dopante Função Principal • criação de uma região com características doadora ou aceitadora Si p Si n SiO2 Si p Concentração profundidade Superfície da lâmina Implantação Iônica: Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas doadoras ou aceitadoras por impacto Implantação Iônica • Dose • Energia • Tipo de dopante Função Principal • criação de uma região com características doadora ou aceitadora Si p Si n SiO2 Si p Concentração profundidade Superfície da lâmina Perfil de dopantes após o recozimento térmico Processo de Fabricação de Circuitos Integrados CMOS Tecnologia CMOS cavidade N de 1,2 µm (Foundry ES2) Lâmina de silício tipo p <100>1 - Oxidação térmica 2 - Fotogravação e corrosão do SiO2 Máscara (NW) - Definição das regiões que serão cavidades tipo N (NWELL) Si p Si n SiO2 1a máscara I/I de Fósforo 3 - Implantação Iônica de Fósforo 7 - Oxidação térmica de porta 6 - Fotogravação e Corrosão do SiO2 Máscaras (DN e DP)- Definição das regiões de difusão tipo N e P (diffn e diffp) Si p Si n SiO2 Máscara NW 4 - Remoção total do SiO2 Máscara DN Máscara DP 5 - Deposição de SiO2 8 - Deposição de silício policristalino dopado 9 - Fotogravação e Corrosão do Silício policristalino Máscara (PO)- Definição do silício policristalino (poly) Si p Si n SiO2 Máscara NW Máscara DN Máscara DP Máscara PO Si-poli 11 - Implantação Iônica de Boro 10 - Fotogravação do Fotorresiste Máscara (DP)- Definição das regiões P+ (diffp) 12 - Remoção do Fotorresiste Si p Si n SiO2 Máscara NW Máscara DN Máscara DP Máscara PO Fotorresiste Transistor pMOS e contato com substrato P+P+P+ 14 - Implantação Iônica de Fósforo 15 - Remoção do Fotorresiste Si p Si n SiO2 Máscara NW Máscara DN Máscara DP Máscara PO 13 - Fotogravação do Fotorresiste Máscara (DN)- Definição das regiões N+ (diffn) N+ N+ N+ P+P+P+ Transistor nMOS e contato com cavidade Fotorresiste 17 - Fotogravação e Corrosão do SiO2 Máscara (CO) - Definição de contatos (cont) 18 - Deposição de Metal - Alumínio 16 - Deposição de SiO2 Si p Si n SiO2 Máscara NW Máscara DN Máscara DP Máscara PO N+ N+ N+ P+P+P+ Máscara CO Si p Si n SiO2 Máscara NW Máscara DN Máscara DP Máscara PO N+ N+ N+ P+P+P+ 19 - Fotogravação e Corrosão do Alumínio Máscara (ME) - Definição do Alumínio (metal) Máscara ME Alumínio
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