(Від англ. Planar-плоский), сукупність способів виготовлення напівпровідникових приладів і інтегральних схем шляхом формування їх структур тільки з одного боку пластини (підкладки), вирізаної з монокристала. П. т.-основа мікроелектроніки, методи П. т. Використовують також для виготовлення ін. Твердотільних приладів і пристроїв (напр. Лазери).
П. т. Грунтується на створенні в поверхневому шарі підкладки областей з разл. типами провідності або з різними концентраціями домішки одного виду, в сукупності утворюють структуру напівпровідникового приладу або інтегральної схеми. Переваг. поширення в якості напівпровідникового матеріалу для підкладок в П. т. отримав монокрісталліч. Si. У ряді випадків використовують сапфір, на пов-сть к-якого нарощують гетероепітак-сіальний шар (див. Епітаксия) кремнію п-або p-типу провідності товщиною ок. 1 мкм. Області структур створюються локальним введенням в підкладку домішок (за допомогою дифузії з газової фази або іонної імплантації), здійснюваним через маску (зазвичай з плівки SiO2), що формується за допомогою фотолітографії. Послідовно проводячи процеси окислення (створення плівки SiO2), фотолітографії (освіта маски) і введення домішок, можна отримати легуючих. область будь-якої необхідної конфігурації, а також всередині області з одним типом провідності (рівнем концентрації домішки) створити ін. область з ін. типом провідності. Наявність на одній стороні пластини виходів всіх областей дозволяє здійснити їх комутацію відповідно до заданої схемою за допомогою плівкових металеві. провідників, які формуються також за допомогою методів фотолітографії.
П. т. Забезпечує можливість одночасним. виготовлення в єдиному технол. процесі великого числа (до дек. сотень і навіть тисяч) ідентичних дискретних напівпровідникових приладів або інтегральних схем на одній пластині. Групова обробка забезпечує хорошу відтворюваність параметрів приладів і високу продуктивність при порівняно низькій вартості виробів.
Приклад виготовлення біполярного n-р-n -транзістора методами П. т. Представлений на малюнку. На підкладці з монокрісталліч. Si окисленням отримують маскує шар SiO2. У цьому шарі за допомогою фотолітографії формують вікна для введення акцепторної домішки (В), в результаті чого утворюється базова область транзистора (p-Si). Потім пластину знову окислюють і у новоствореній плівці SiO2 повторної фотолитографией створюють вікна для формування шляхом введення донорної домішки (P) емітерний області і контакту до колекторної області (n + -Si). В результаті циклу окислення - фотолітографія розкриваються контактні вікна до областям емітера і колектора. На підготовлену таким чином пластину наносять (напиленням вакуумним, пиролизом летючих метал-лоорг. Соед. І ін. Способами) шар металу (найчастіше Al), з к-якого за допомогою фотолітографії формують контактні площадки для приєднання металеві. висновків до відповідних областей транзистора.
T. обр. осн. особливість П. т.-повторюваність однотипних операцій; типовий набір операцій (окислення, фотолітографія і легування), чергуючись, повторюється дек. раз. Кожна така послідовність операцій (блок) формує певну частину структури: базову або емітерний область, шар розводки і т. Д. Змінюючи число блоків, можна виготовляти будь-які прилади-від простих діодів (3 блоку) до складних інтегральних схем (8-12 блоків) . При цьому осн. частина операцій часто залишається незмінною, а змінюються тільки технол. режими і шаблони, які використовуються при фотолітографії.
Підкладки (пластини) отримують розрізанням монокристалів Si (або ін. Матеріалу) на пластини, к-які потім шліфують, піддають травленню і полірують (див. Полірування), щоб отримати пов-сть без наруш. шару. Оброблені пластини ретельно очищають хім. або плазмовим (сухим) способом. Для хім. очищення застосовують суміші сильних окислювачів (напр. HNO3. H2 O2) з к-тами (напр. з H2 SO4), а також водний розчин NH3. Після хім. очищення пластини промивають в деіонізір. воді і сушать в центрифузі. Відмивання-одна з наиб. часто повторюваних операцій П. т. при цьому чистота води має вирішальне значення. Суха очистка в кисневій плазмі застосовується в осн. для видалення з пов-сті пластин залишилося після фотолитографии фоторезиста. Плазмові процеси все ширше використовуються в П. т. Для очищення, травлення, а також осадження металів і діелектриків.
Очищені пластини з вирощеним на них епітаксіаль-ним шаром Si або без нього піддають тримаючи. обробці, що включає окислення, дифузію домішок або іонне легування, отжиг пластини (в тому випадку, якщо домішки вводилися іонним легуванням), піролітіч. осадження тонких плівок або їх хімічне осадження з газової фази, гетерування. При реалізації цих процесів здійснюється формування активних областей і ін. Компонентів планарних структур. Разом з тим тримаючи. обробка призводить до виникнення хутро. напруг в пластині, викликає утворення дефектів, перерозподіл домішок в обсязі пластини і в при поверхневому шарі. Щоб зменшити отрицат. наслідки, тримаючи. обробку проводять при порівняно невисоких т-рах (нижче 900 0 C), а для прискорення процесу застосовують разл. способи, напр, окислення Si проводять не в сухий, а у вологому середовищі при підвищ. тиску. Для введення домішок все частіше замість дифузії застосовують іонне легування (іонну імплантацію), до-рої в порівнянні з дифузією має низку переваг - універсальністю (можливість вводити практично будь-які в-ва в будь-яку підкладку), високою відтворюваністю, можливістю керувати профілем розподілу домішки і змінювати концентрацію вводяться домішок в широких межах.
Піролітичним або хім. осадженням отримують шари SiO2 (напр. пиролизом SiH4 у присутності. O2), Si3 N4 (взаємодій. SiH4 або SiCl4 з NH3) і полікрісталліч. Si (напр. Пиролизом SiH4 в відновить. Середовищі) -наіб. поширеного матеріалу для формування затворів МОП-транзисторів (метал-оксид-напівпровідник), резисторів, емітерів біполярних транзисторів, для ізоляції компонентів інтегральних схем.
Допомога пошукових систем