16- mavzu. Integral mikrosxemalar Reja: Umumiy ma’lumotlar. Yarimo‘tkazgich imslar yaratishda texnologik jarayon va operatsiyalar

Fotolitografiya. YArimo‘tkazgich plastinadagi metall yoki dielektrik pardalar sirtida ma’lum shakldagi lokal sohalarni hosil qilish jarayoni fotolitografiya deb ataladi. Ushbu sohalar kimyoviy emirishdan himoyalangan bo‘lishi shart. Fotolitografiya jarayonida ultrabinafsha nur ta’sirida o‘z xususiyatlarini o‘zgartiruvchi, fotorezist deb ataluvchi, maxsus moddalar ishlatiladi.
Fotorezist oksidlangan kremniy plastinasi sirtiga surtiladi va kvars shisha niqob orqali yoritiladi. Niqoblar shaffof va shaffof emas sohalarga ega bo‘lgani uchun fotorezistning ma’lum sohalariga yorug‘lik (ultrabinafsha nur) ta’sir etib, uning xususiyati o‘zgartiriladi. Bunday niqoblar fotoshablonlar deb ataladi. Fotorezist turiga bog‘liq holda uning eruvchanligi ortishi (pozitiv fotorezist) yoki kamayishi (negativ fotorezist) mumkin. Pozitiv fotorezist qatlam yorug‘lik nuri ta’sirida nobarqaror holatga o‘tadi va erituvchi ta’sirida eriydigan, negativ fotorezist esa – aksincha, yorug‘lik ta’sirida erimaydigan bo‘lib qoladi, uning yorug‘lik ta’siridan himoyalangan sohalari eriydi. SHunday qilib, fotorezist qatlamdan fotoshablondagi shaklni takrorlovchi himoyalovchi niqob hosil qilinadi. Fotorezist qatlamda hosil qilingan “darcha”lar orqali oksidlangan yarimo‘tkazgichning himoyalanmagan sohalariga kimyoviy ishlov beriladi (emiriladi).
IMS tayyorlashda fotolitografiya jarayonidan bir necha marta (5÷7 marta) foydalaniladi (negiz qatlamlar, emitterlar, omik kontaktlar hosil qilishda va x.z.). Bunda har gal o‘ziga xos “rasm”li fotoshablonlar ishlatiladi.
Oltita EREga ega IMS hosil qilishda fotolitografiya jarayonining ketma – ketligi 2.1 – rasmda ko‘rsatilgan.
Pardalar hosil qilish. Pardalar IS elementlarini elektr jihatdan ulash hamda rezistorlar, kondensatorlar va gibrid ISlarda elementlar orasidagi izolyasiyani amalga oshirish uchun qo‘llaniladi.
Pardalar vakuumda termik bug‘latish, materialni ionlar bilan bombardimon qilib uchirish yoki gaz fazadan, suvli eritmadan kimyoviy o‘tkazish usullari bilan hosil qilinadi. Har bir usulning afzalligi va kamchiligi mavjud.
Misol tariqasida metallashni – kristall yoki asos sirtida metall pardalar (sxemada elementlarning o‘zaro ulanishi, kontakt yuzachalar, pasiv va aktiv elementlar elektrodlari) hosil qilish jarayonini ko‘rib chiqamiz. Metallash uchun oltin, nikel, kumush, alyuminiy va Cr-Au, Ti-Au va boshqalar ishlatiladi.
Kremniy asosidagi IMSlarda metallashni amalga oshirish uchun asosan alyuminiydan foydalaniladi. Narhi qimmat bo‘lmagan holda, ko‘rsatib o‘tilgan metallar kabi, u r – kremniy bilan omik (to‘g‘rilamaydigan) kontakt hosil qiladi, kichik solishtirma qarshilikka ega va katta tokka chidaydi. Alyuminiy vakuumda termik bug‘latish usuli bilan sirtga o‘tkaziladi. n–turli soha bilan omik kontakt hosil qilish uchun undagi donorlar konsentratsiyasi 10²⁰ sm^-3 atrofida bo‘lishi kerak. Bundan yuqori konsentratsiyaga ega bo‘lgan soha n⁺ deb belgilanadi. Metallash jarayoni yarimo‘tkazgich plastina hajmida sxema elementlari hosil qilingandan so‘ng amalga oshiriladi. Birinchi navbatda plastina sirtida SiO₂ qatlam hosil qilinadi. SHundan keyin kremniy bilan kontaktlar hosil qilinishi kerak bo‘lgan joylarda, fotolitografiya usuli bilan, SiO₂ parda qatlamida “darcha”lar ochiladi. So‘ng vakuumda termik bug‘latish usuli bilan plastina sirtida qalinligi 1 mkm atrofida bo‘lgan alyuminiy qatlam hosil qilinadi. Kontakt yuzachalari va elektr jihatdan birlashtiruvchi o‘tkazgichlarning zaruriy shakli fotolitografiya usuli bilan hosil qilinadi. Alyuminiy qatlamining ishlatilmaydigan sohalari emirish usuli bilan olib tashlanadi, so‘ngra alyuminiy bilan kremniy orasida kontakt hosil qilish uchun plastinaga termik ishlov beriladi. Hozirgi vaqtda metallashda elektr o‘tkazuvchanligi alyuminiyga nisbatan katta bo‘lgan mis ham qo‘llanilmoqda.