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    二极管制造中的光刻工艺步骤
  • 二极管制造中的光刻工艺步骤
  •   发布日期: 2018-11-01  浏览次数: 2,675

     为制造二极管,我们只能在隔离的区域内进行掺杂,而不是在整个圆片上进行掺杂。此外,还需要在器件上制作接触和互连。本节讲述怎样利用光刻在圆片上制造微小精确的结构。光刻中,用具有精确限制结构的掩膜在各步工艺中阻挡圆片的某些部分。

      我们来看看怎样制作简单的二极管(图1),p型图片覆盖上一层氧化层,接着是一层光刻胶,如图(a),光刻胶是光敏有机化合物,通常旋涂到硅片上。经光照射会发生化学反应,对于正胶,显影会去除曝光后的光刻胶。对于负胶,显影会去除没有曝光的部分。加上掩膜版,只有在掩膜版透明的地方光刻胶才会被曝光。然后显影,在光刻胶上留下图形。

      接下来,圆片放在离子注入机中。施主离子注入氧化层(后面会被去除)和衬底中。半导体被离子轰击的地方成为n型。这样,n+阱就在p型衬底上生成。注意施主的注入数目必须超过背景受主浓度,才能使注入区成为n型。

      下一步,生成新的氧化层,这一层用另一个掩膜来限制离子注入,生成p型欧姆接触的p+层。

      生长另一层氧化层,再在圆片上旋涂一层光刻胶。采用第三层掩膜版,形成制作接触的两个孔,当生成下一层金属时,通过前面剩下的氧化层和p型衬底绝缘。

      最后形成金属图形,制作p区和n区的电接触。接触通过氧化层上的通孔形成。

      图1 是二极管制造中的光刻。
    生长硅氧化层,覆盖光刻胶  通过掩膜曝光 
    图(a) 生长硅氧化层,覆盖光刻胶。 图(b) 通过掩膜曝光。
    光照改变曝光区的光刻胶的化学特性  曝光后的光刻胶以及下面的层被刻蚀掉 
    图(c) 光照改变曝光区的光刻胶的化学特性。 图(d) 曝光后的光刻胶以及下面的层被刻蚀掉。
    离子注入磷原子,  n+结构 
    图(e) 离子注入磷原子,留下(f)中所示的n+结构。
    积新的氧化层,用掩膜在氧化层上开孔  用二次离子注入形成p+接触层 
    图(g) 淀积新的氧化层,用掩膜在氧化层上开孔。 图(h) 用二次离子注入形成p+接触层。
    用第三个掩膜在氧化层上形成图形  刻蚀形成接触孔 
    图(i) 用第三个掩膜在氧化层上形成图形。 图(j) 刻蚀形成接触孔。
    整个圆片上淀积一层金属  用另一个掩膜在金属上形成图形 
    图(k) 整个圆片上淀积一层金属。 图(I) 用另一个掩膜在金属上形成图形。
    最终的器件有两个接触,一个连接n区,一个连接p衬底 
    图(m) 最终的器件有两个接触,一个连接n区,一个连接p衬底。
     

       图2中是用来制作16M比特的存储器芯片的其中一个掩膜。掩膜版制作的比较大,再经过投影缩小

    16M比特的存储器芯片的三个掩膜。掩膜版制作的较大,然后再投影缩小到最终的尺寸 
    图2 16M比特的存储器芯片的三个掩膜。掩膜版制作的较大,然后再投影缩小到最终的尺寸。

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