1. Определим площадь, занимаемую элементами на кристалле. Площадь, занимаемая активными элементами:
2. Определим площадь под диоды:
3. Определим площадь под резисторы:
где m – число резисторов.
3. Определим площадь под конденсаторы:
4. Площадь активной зоны: К – коэффициент запаса, зависит от плотности разводки металлизации.
Интегральная схема 13 выводов (контактных площадок). При термокомпрессии проводом 28 мкм ширина площадки будет равна , где D – диаметр проволоки; K – коэффициент, равный отсюда с запасом 100 мкм. Расстояние между центрами контактных площадок не менее 200 мкм. Линия скрайбирования для уменьшения вероятности скола взята шириной 100 мкм.
1. Проводники металлизации алюминием выполняются толщиной 1 мкм. Ширина проводника определяется из соотношения (находится в пределах 10:20 мкм).
2. Нумерация выводов на кристалле может начинаться с любого угла и должна идти по порядку (по часовой стрелке).
3. В случае пересечения – выполнять его над резистором, кроме проводников питания, которые над резистором выполнять не рекомендуется.
А
| 005
| Комплектование
|
Б
|
| Комплектовочный стол
|
О
|
| Формировать партию пластин.
Уложить в тару цеховую.
|
А
| 010
| Гидромеханическая отмывка пластин
|
Б
|
| Ванна с раствором ситанола АЛМ-10
|
О
|
| Операция выполняется в растворе ситанола АЛМ-10 в деионизированной воде с помощью щеток для удаления механических загрязнений и увеличения смачиваемости поверхности пластин.
|
А
| 015
| Химическая обработка
|
Б
|
| Оборудование — линия “Лада-125”
|
О
|
| Обработка пластин смесью Каро (H2SO4+H2O2) и перикисьно-амиачной смесью для удаления любых органических загрязнений с поверхности полупроводниковых пластин при температуре 90 ºС.
|
А
| 020
| Сушка
|
Б
|
| Сушильный шкаф
|
О
|
| Операция проводится сначала в парах этилового спирта, а затем в потоке горячего осушенного азота в центрифуге при частоте обращения 20000 оборотов в минуту.
|
А
| 025
| Окисление
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Окисление проводится в два этапа:
- газовая полировка(проводится в специальных печах);
устанавливается нужное распределение температуры и печи с потоком азота;
устанавливается поток газа-носителя (водород, 8 л/мин; печь с
внутренним диаметром трубы 35 мм), а поток азота перекрывается;
вносят лодочку с пластинами и выжидают 5 мин до установления теплового равновесия;
к газу-носителю добавляют требуемый поток хлористого водорода;
полируют в течение 10 мин (обычная продолжительность полировки);
прекращают поток НСl и вынимают пластины.
Скорость полировки зависит от температуры и концентрации хлористого водорода. Удельное сопротивление, тип проводимости и поверхностная обработка кремния не оказывают заметного влияния на скорость полировки.
Качество полировки связано с чистотой хлористого водорода. В выпускаемом промышленностью хлористом водороде иногда присутствует ацетилен; это нежелательно, поскольку приводит к образованию матовых поверхностей.
Нежелательным является также наличие двуокиси углерода и воды.
- Окисление
От газовой полировки можно переходить сразу к процессу
окисления простым изменением состава газового потока. При этом не
требуется вынимать пластины из печи. Для быстрого получения качественной плёнки, окисление производят сначала в сухом кислороде для формирования пленки, затем длительно окисляют во влажном кислороде и окончательной стадией является формовка окисла в сухом кислороде.
|
А
| 030
| Первая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| С использованием фотолитографии проводится легирование локальных областей подложки с целью создания скрытых слоёв
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.
|
А
| 035
| Диффузия бором, I стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| При диффузии в качестве источника диффузанта используется ВВrз. Диффузия проводится в две стадии. Первый этап двухстадийной диффузии, для создания поверхностного слоя легирующей примеси повышенной концентрации – источника примеси для второго этапа. Проводится при температуре 960ºС в течение 40 мин.
|
А
| 040
| Снятие боросиликатного стекла
|
Б
|
| Установка “08 ПХО 100Т-001”
|
О
|
| С поверхности кремния удаляется боросиликатное стекло mВ2О3nSiO2. Для травления используется плавиковая кислота HF.
|
А
| 045
| Диффузия бором, II стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Разгонка бора и формирование области скрытого слоя. Боковая диффузия составляет 5,2 мкм. Общее увеличение размера рисунка на пластине относительно фотошаблона ∆l=6 мкм. Для разгонки примеси пластины подвергают высокотемпературному нагреву, которым одновременно осуществляется и отжиг. Во время разгонки происходит окисление кремния.
|
А
| 050
| Эпитаксия
|
Б
|
| Установка эпитаксиального наращивания для индивидуальной обработки подложек – ЕТМ 150/200-0,1
|
О
|
| Наращивание на поверхность пластины эпитаксиальной плёнки n-типа толщиной 9 мкм.
|
А
| 055
| Окисление
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Операция проводится в потоке хлороводорода для получения пленки двуокиси кремния на поверхности полупроводниковых пластин, которая будет использоваться в качестве маски в процессе диффузии. Толщина получаемого окисла 0,8 мкм.
На ней в процессе второй фотолитографии формируется защитная маска под локальную (разделительную) диффузию бора с целью создания изолирующих областей р-типа. Окисление проводится в потоке кислорода с изменением его влажности в три этапа: сухой — влажный — сухой.
|
А
| 060
| Вторая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Получение рисунка изолирующих областей.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.
|
А
| 065
| Разделительная диффузия бором, I стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| В качестве источника диффузанта используется ВВr3. Диффузия проводится в две стадии.
Первый этап двухстадийной диффузии предназначен для создания поверхностного слоя легирующей примеси повышенной концентрации – источника примеси для второго этапа. Проводится при температуре 940ºС в течение 35 мин.
|
А
| 070
| Снятие боросиликатного стекла
|
Б
|
| Установка “08 ПХО 100Т-001”
|
О
|
| С поверхности кремния удаляется боросиликатное стекло mВ2О3nSiO2. Для травления используется плавиковая кислота HF.
|
А
| 075
| Разделительная диффузия бором, II стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| В процессе второй стадии диффузии, проводимой, в отличие от первой, в окислительной среде, создается новая пленка SiO2, выполняющая в дальнейшем не только маскирующие, но и защитные функции. После разделительной диффузии образуются диффузионные слои р-типа с сопротивлением 2 ... 12 Ом/□. Второй этап двухстадийной диффузии – перераспределение примеси на определенную глубину (формирование области разделения). Проводится при температуре 1050ºС с одновременным термическим оксидированием в течение 24 мин.
|
А
| 080
| Третья фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Аналогично операции 060.
Используется набор фотошаблонов для получения рисунка базовых областей n-p-n транзисторов, конденсаторов и р-кармана для изготовления резисторов (без снятия ф/р). Увеличение размера на пластине относительно фотошаблона ∆l=0,6 мкм.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.
Травление двуокиси кремния.
Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.
|
А
| 085
| Химическая обработка
|
Б
|
| Автомат химической обработки полупроводниковых пластин АФОП
|
О
|
| Операция проводится кипячением в смеси NH4OH : H2О : H2О2 (1:1:1) и промывкой в деонизированной воде.
|
А
| 090
| Диффузия бором, I стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Аналогично операции 065.
Для создания транзисторной структуры в качестве источников диффузантов используются ВВг3 и РС13 (или РОС13). Диффузионный процесс получения базовой области проводится также в две стадии.
На первой стадии создается сильно легированный тонкий слой р+-типа с сопротивлением около 90 Ом/. Температура 800ºС, время 52 мин.
|
А
| 095
| Снятие боросиликатного стекла
|
Б
|
| Установка “08 ПХО 100Т-001”
|
О
|
| На этой стадии для удаления боросиликатного стекла используется химическое травление в растворе следующего состава: 10 частей HNO3, 15 частей HF и 300 частей Н2О. Этот раствор с высокой скоростью травит боросиликатное и фосфоросиликатное стекла, практически не разрушая SiO2.
|
А
| 100
| Диффузия бором, II стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Вторая стадия диффузии, в процессе которой толщина слоя увеличивается до 1,8... 2,2 мкм, а его удельное сопротивление (в результате перераспределения бора) повышается до 170... 330 Ом/. Поскольку вторая стадия проводится в окислительной среде, на поверхности кремния образуется пленка SiO2 толщиной около 0,4 мкм. Температура 1000ºС, время 255 мин.
|
А
| 105
| Четвертая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Аналогично операции 060.
Используется набор фотошаблонов для получения рисунка эмиттерных областей транзисторов, а также областей n+ конденсаторов. На ее основе формируется маска для проведения локальной диффузии при создании эмиттерной области. Толщина диффузионного эмиттерного сдоя 1,0...1,4 мкм, удельное сопротивление слоя 3 ... 5 Ом/.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.
Травление двуокиси кремния.
Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске.
|
А
| 110
| Химическая обработка
|
Б
|
| Автомат химической обработки полупроводниковых пластин АФОП
|
О
|
| Операция проводится кипячением в смеси NH4OH : H2О : H2О2 (1:1:1) и промывкой в деионизированной воде.
|
А
| 115
| Диффузия фосфором, I стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Аналогично операции 065.
Для создания транзисторной структуры в качестве источников диффузантов используется РС13. Диффузионный процесс получения эммитерной области проводится также в две стадии.
Первый этап двустадийной диффузии для создания поверхностного слоя повышенной концентрации легирующей примеси – источника примеси для второго этапа. Проводится при температуре 1050ºС в течение 20 мин.
|
А
| 120
| Диффузия фосфором, II стадия
|
Б
|
| Диффузионная печь СДО-125/3-12
|
О
|
| Второй этап диффузии – «разгонка» фосфора. Проводится при температуре 1000ºС с одновременным термическим оксидированием в течение 22 мин.
|
А
| 125
| Пятая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Вскрытие контактных окон к соответствующим диффузионным областям.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси неорганических кислот.
Травление двуокиси кремния.
Удаление пленки окисла из полученных окон для последующего процесса ионной имплантации примеси с помощью буферного травителя: HF : NH4F : H2O=1:3:7
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду А.
|
А
| 130
| Химическая обработка
|
Б
|
| Автомат химической обработки полупроводниковых пластин АФОП
|
О
|
| Операция проводится кипячением в смеси NH4OH : H2О : H2О2 (1:1:1) и промывкой в деионизированной воде.
|
А
| 135
| Напыление алюминия
|
Б
|
| Установка “Магна 2М”
|
О
|
| Электрическая разводка создается напылением алюминия.
Проводится за счет приложения магнитного поля, с помощью Установки “Магна 2М”. Толщина слоя алюминия 1,2±0,1 мкм.
|
А
| 140
| Шестая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Фотолитография по пленке алюминия для создания рисунка разводки и контактных площадок.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности алюминия полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси органических кислот.
Травление алюминия.
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду Б.
|
А
| 145
| Пассивация
|
Б
|
| Вертикальный реактор с инфракрасным нагревателем установки осаждения УО-15.
|
О
|
| Осаждение низкотемпературной пленки двуокиси кремния на всю поверхность полупроводниковой пластины. Операция проводится в среде азота при температуре 475ºС для растворения тонкой пленки двуокиси кремния.
|
А
| 150
| Седьмая фотолитография
|
Б
|
| Установка нанесения фоторезиста НВ-100, линия “Лада-125”
|
О
|
| Фотолитография по пленке защитного диэлектрика для вскрытия окон к контактным площадкам.
Подготовка пластин к нанесению фоторезиста.
Обработка пластин в парах трихлорэтилена для улучшения адгезии маски к поверхности пластины, удаления жировых плёнок и других органических соединений.
Нанесение фоторезиста дискретное.
Получение равномерного слоя фоторезиста на поверхности алюминия полупроводниковых пластин толщиной 1,1 мкм, с предварительной фильтрацией используемого фоторезиста ФП-383 на установке нанесения НВ-100.
Экспонирование ультрафиолетовым лучом контактное.
Операция переноса изображения с фотошаблона на полученный ранее слой фоторезиста.
Проявление и термообработка фотослоя.
Операция превращения засвеченных участков фотослоя в растворимую соль, с использованием 5%-го раствора гидроокиси калия в качестве проявителя. Последующая термообработка проводится в два этапа:
1-й этап: 30 минут при температуре 90ºС.
2-й этап: 60 минут при температуре 150ºС
Контроль горизонтальных размеров рисунка.
Удаление фоторезиста в смеси органических кислот.
Травление пленки двуокиси кремния.
Контроль фотолитографии.
Контроль ухода линейных размеров полученного рисунка по отношению к маске, произвести по виду А.
|
А
| 155
| Контроль электрических параметров микросхемы.
|
Б
|
| Установки: система измерительная Н2001 (“Интеграл”); зонд измерительный ОМ6010;
|
О
|
| Настроить зонд по расположению контактных площадок на кристалле.
Провести контроль токов I5=15 мА, I13 =10 мА и напряжений U5=4±0,5 B, U13=15±0,5 B на 5й и 13й контактных площадках соответственно.
В случае если параметры кристалла не соответствуют нормам, он закапывается специальными магнитными чернилами.
|
А
| 160
| Скрайбирование
|
Б
|
| Установка скрайбирования «ЭМ-210», микроскоп «ММУ-3», полуавтомат «ПЛП-3».
|
О
|
| Для разделения пластин на кристалы используется лазерное скрайбирование, для данного метода необходим твердотельный лазер (оптический квантовый генератор ОКГ) активный элемент которого, выполнен из алюминиевого граната с примесью неодима (АИГ:Nd), а длина волны составляет 1,06 мкм.
На пластины наносят на центрифуге защитное покрытие для предохранения структур от повреждения.
Пластины закрепляют вакуумным прижимом на столе установке
Проводят скрайбирование, Скорость скрайбирования в
пределах от 100 до 200 мм /сек. Скрайбирование целесообразно производить на установке ЭМ-210, позволяющей скрайбировать пластины диаметром 100 мм и толщиной 460 мкм за 3 прохода при скорости скрайбирования 120 мм/сек и глубине 100 мкм /проход
Контроль качества скрайбирования производится при помощи микроскопа ММУ-3.
Осуществляют разламывание пластин на кристаллы, на полуавтомате ПЛП-3. При этом необходимо соблюдать следующие режимы: сила нажатия на пластины должна быть в пределах от 100 до 1500 Н, а скорость движения ленты с пластиной порядка 40 мм/сек.
|
А
| 165
| Контроль
|
Б
|
| Микроскоп «ММУ-3»
|
О
|
| Контроль кристаллов производится при помощи микроскопа ММУ-3.
Кристаллы, закапанные магнитными чернилами удалить.
|
А
| 170
| Сборка
|
Б
|
| Установка термокомпрессионной сварки «ЭМ-439М»
|
О
|
| Кристалл крепить к ситалловой подложке клеем ВК-32-200.
Положку с кристаллом крепить к выводной рамке клеем ВК-32-200.
Разваривать выводы кристалла с помощью алюминиевой проволоки к выводной рамке методом термокомпресии.
|
А
| 175
| Маркировка
|
Б
|
| Маркировочный стол
|
О
|
| Маркировать серийный номер микросхемы краской
|