Розрахунок кремнієвого діода

- обробку проводять на швидкості 30-40 об/хв..

- проводити на станку ШП-200.

2 етап – проміжна обробка:

- на скляний  диск накласти м’який матеріал (велюр), змочений горячою водою або спиртом;

- на поверхню  велюру нанести алмазний порошок  з маслом для приладів;

- обробку проводити при 25-30 об/хв.;

- проводити на станку ШП-200.

3 етап – остаточна обробка:

- матеріал –полірувальник  – батист;

- абразивний  матеріал – оксид хрома, оксид  кремнію, оксид цирконію;

- частота обертання 80-90 об/хв.;

- проводити на станку ШП-200.

3.4 Знежирення. Знежирення проводиться  за допомогою фреону-113 (CClF₃), речовини з температурою кипіння 47,6˚С і густиною 1,57 г/м³. Він не горить, не токсичний, забезпечує високу ефективність очистки і дозволяє відмовитись від наступних операцій промивки в де-іонізованій воді.

3.5 Сушіння. Після промивки пластини сушать у термостаті або під інфрачервоною лампою при температурі 120 – 150 ^оС.

3.6 Фотолітографія

3.6.1 Нанесення фоторезисту  відбувається за допомогою центрифуги. При цьому пластину розміщують  в центрі платформи центрифуги, прижимають за допомогою вакуумного  насосу і приводять разом з  платформою до обертання при  обертанні в центр пластини  наносять дозовану кількість розчину фоторезисту. Центробіжні сили вирівнюють шар фоторезисту по поверхні.

Використовувати фоторезист ФП-РН-7.

3.6.2 Сушіння проводиться  для повного видалення органічного розчинника при цьому температура і час сушіння повинні виключати можливість термічного затвердіння фоторезисту.

Проводити на установці  для інфрачервоної сішки УИС-1 на протязі5-7 хв..

3.6.3 Формування фото-маски. Скрите зображення фото-маски в шари фоторезисту досягається експонуванням фоторезисту через груповий фотошаблон.

Експонування фоторезисту  проводити на спеціальній установці для суміщення та експонування ЄМ-512.

3.6.4 Проявлення фоторезисту.  Воно полягає в розчиненні незатверділих ділянок в розчинах, на основі яких виготовлений фоторезист. Після чого проводять промивку пластин.

3.6.5 Зтравлення захисного  слою. Травники розчинюючи даний шар, неповинні діяти на нижче лежачий матеріал основи. Швидкість (час) травлення повинна бути погоджена з товщиною фото-маски, щоб забезпечити їй необхідну стійкість

3.7 Дифузія. Проводиться в однозонній печі, яка представлена на рисунку 1.2, при температурі 1210,8⁰С. В якості елемента, що виступає дифузантом, є фосфор (Р).

Температура в робочій  зоні - 1210,8⁰С.

Швидкість подачі газової суміші - 2 л/хв..

3.8 Зняття фоторезисту проводиться груповим методом шляхом занурення пластин в підігрітий розчин або розміщення їх в спеціальну камеру, де фоторезист видаляється за допомогою кисневої плазми. При цьому необхідно повністю очистити поверхню пластини від резисту.

3.9 Окислення. Проводиться у атмосфері кисню, з парами води при високій температурі.

3.10 Фотолітографія

3.10.1 Нанесення фоторезисту відбувається за допомогою центрифуги. При цьому пластину розміщують в центрі платформи центрифуги, прижимають за допомогою вакуумного насосу і приводять разом з платформою до обертання при обертанні в центр пластини наносять дозовану кількість розчину фоторезисту. Центробіжні сили вирівнюють шар фоторезисту по поверхні.

Використовувати фоторезист ФП-РН-7.

3.10.2 Сушіння проводиться для повного видалення органічного розчинника при цьому температура і час сушіння повинні виключати можливість термічного затвердіння фоторезисту.

Проводити на установці  для інфрачервоної сішки УИС-1 на протязі5-7 хв..

3.10.3 Формування фото-маски. Скрите зображення фото-маски в шари фоторезисту досягається експонуванням фоторезисту через груповий фотошаблон.

Експонування фоторезисту  проводити на спеціальній установці для суміщення та експонування ЄМ-512.

3.10.4 Проявлення фоторезисту. Воно полягає в розчиненні незатверділих ділянок в розчинах, на основі яких виготовлений фоторезист. Після чого проводять промивку пластин.

3.10.5 Зтравлення захисного слою. Травники розчинюючи даний шар, неповинні діяти на нижче лежачий матеріал основи. Швидкість (час) травлення повинна бути погоджена з товщиною фото-маски, щоб забезпечити їй необхідну стійкість

3.11 Травлення.

3.12 Зняття фоторезисту проводиться груповим методом шляхом занурення пластин в підігрітий розчин або розміщення їх в спеціальну камеру, де фоторезист видаляється за допомогою кисневої плазми. При цьому необхідно повністю очистити поверхню пластини від резисту.

3.13 Металізація алюмінієм. Процес металізації алюмінієм виконується за допомогою вакуумного термічного випаровування алюмінію з випаровувачів резистивного типу. Процес випаровування здійснюється на багато позиційних вакуумних установках УВН при неперервному обертанні багато позиційної каруселі з пластинами при остаточному тиску порядку 10^-6 мм.рт.ст. і температурі пластин 200˚С.

3.14 Фотолітографія

3.14.1 Нанесення фоторезисту відбувається за допомогою центрифуги. При цьому пластину розміщують в центрі платформи центрифуги, прижимають за допомогою вакуумного насосу і приводять разом з платформою до обертання при обертанні в центр пластини наносять дозовану кількість розчину фоторезисту. Центробіжні сили вирівнюють шар фоторезисту по поверхні.

Використовувати фоторезист ФП-РН-7.

3.14.2 Сушіння проводиться для повного видалення органічного розчинника при цьому температура і час сушіння повинні виключати можливість термічного затвердіння фоторезисту.

Проводити на установці  для інфрачервоної сішки УИС-1 на протязі5-7 хв..

3.14.3 Формування фото-маски. Скрите зображення фото-маски в шари фоторезисту досягається експонуванням фоторезисту через груповий фотошаблон.

Експонування фоторезисту проводити на спеціальній установці для суміщення та експонування ЄМ-512.

3.14.4 Проявлення фоторезисту. Воно полягає в розчиненні незатверділих ділянок в розчинах, на основі яких виготовлений фоторезист. Після чого проводять промивку пластин.

3.14.5 Зтравлення захисного слою. Травники розчинюючи даний шар, неповинні діяти на нижче лежачий матеріал основи. Швидкість (час) травлення повинна бути погоджена з товщиною фото-маски, щоб забезпечити їй необхідну стійкість

3.15 Зтравлення алюмінію можна провести як рідинним методом, так і сухим (за допомогою плазми).

3.16 Зняття фоторезисту проводиться груповим методом шляхом занурення пластин в підігрітий розчин або розміщення їх в спеціальну камеру, де фоторезист видаляється за допомогою кисневої плазми

3.17 Скрайбування та розламування пластин на кристали. Ця операція проводиться за допомогою алмазного різця, яким наносяться риски або розділяючи канавки між готовими структурами. Після цього пластини розломлюються на кристали за допомогою механічних напружень, які створюються валиком.

3.18 Розварка виводів та корпусування. Кристал напаюють на кристалоутримувач, здійснюють розводку - під'єднування електричних виводів до контактів бази, емітера і герметизують, поміщаючи в метало-скляний корпус серії КД-5.

3.19 Контроль якості. Для оцінки параметрів і надійності приладів їх надсилають у відділ технічного контролю, де проводять електричні, кліматичні та механічні випробування. Вони важливі для правильної інформації про якість і надійність приладів. Крім цього кожна технологічна операція супроводжується контролем якості обробки, наприклад вимірюванням глибини дифузії, товщину епітаксіального шару чи питомого або поверхневого опору. Після того, як в структурі створені р-n-переходи, виробляють контроль електричних параметрів - напруги пробою, струму витоку, місткості. У технологічному маршруті передбачені спеціальні контрольні карти.

 

ВИСНОВКИ

 

Діод, один з найперших  напівпровідникових приладів, першим його призначенням було обмеження струму за одним із напрямків, тобто він повинен був мати випрямляючі властивості. Зараз існує багато видів діодів, що відрізняються за характеристиками, виготовленням, розмірами, формою, принципом дії. Вони використовуються у найрізноманітніших схемах, для виконання різних задач, таких як випрямлення струму (діодні, діодно-резистивні мости), стабілізації напруги (стабілітрони), генерації високочастотних електричних імпульсів (діоди Ганна), фіксування електромагнітного випромінювання (фотодіоди), генерації електромагнітного випромінювання (світлодіод, напівпровідниковий лазер), як елемент нелінійних перетворювачів (фільтрів, модуляторів, підсилювачів), і нарешті як елемент цифрових (діодні-діодна, діодні-транзисторна логіка) та цифро-аналогових (Аналогово-цифрові, цифро-аналогові перетворювачі) схем.

У даному курсовому проекті  був розроблений випрямляючий, планарний, дифузійний діод, а саме розроблений технологічний маршрут, за ретроградними діаграмами обрана оптимальна густина дифузанту на поверхні зразка (C₀=1*10¹⁹ см^-3), отриманий розподіл густини домішки у емітерній області (рис. 2.1), розрахована глибина залягання ЕДП (x_ЕДП=9,6721 мкм), густина струму насичення ( ), площа ЕДП (S=7,734∙10^-14 см²), отримана залежність густини зворотного струму від прикладеної напруги (рис. 2.2), пряма гілка ВАХ діода (рис. 2.3), на прямій гілці ВАХ визначена робоча точка, та обраний корпус (метало-скляний) і розроблений технологічний маршрут.

Перевагами даного технологічного маршруту є:

• простота технології та устаткування;
• технологічність;
• поширеність та відносна дешевизна матеріалів;
• досить велика надійність;
• порівняно добра контрольованість параметрів та відтворюваність;
• можливість одночасного проведення дифузії для групи пластин;
• великий вихід гідних приладів;
• тепловідвід корпусу більше 100 мВт;
• значне здешевлення при великосерійному виробництві.

 

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Маслов А.А. Технология и конструкции полупроводниковых приборов. - М.: Энергия, 1970.
2. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: Высш. шк., 1975.
3. Коледова Л.А. Конструирование и технология микросхем /Под ред..-М.: Высш.шк., 1984.-232 с.
4. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок.-М.: Радио и связь, 1989.-400 с.
5. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств.-М.: Радио и связь, 1991.-528 с.
6. Высоцкого Б.Ф. Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры /Под ред..-М.: Сов.радио, 1987.-352 с.
7. Штернов А.А. Физические основы конструирования, технологии РЭА и микроэлектроники.-М.: Радио и связь, 1981.-248 с.
8. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА.-М.: Сов.радио, 1979.-352 с.
9. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. – М.: Радио и связь, 1987. –464 с.
10. Интегральная схема [Электронный ресурс]. – М. : Википедия свободная энциклопедия, 2007.– Режим доступу:  http://ru.wikipedia.org/wiki/Интегральная_схема
11. Готра З.Ю.Диффузионное легирование в современной технологии кремниевых ИС//.  Зарубежная электронная техника; Осадчук В.В., Кучмий Г.Л.  – 1990.-№ 5(348). – с. 5 – 63.
12. Богдановский Ю.Н. Твердые планарные источники для диффузии в технологии полупроводниковых приборов и ИС // Зарубежная электронная техника; Гасько Л.З., Коледов Л.А., Пих В.С. – 1982.-№ 8(254),-с.60 – 90.
13. Малышева И.А. Технология производства интегральных микросхем: Учебник для техникумов.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1991. – 344 с.
14. Мазель Е.З. Планарная технология кремниевых приборов. –М.: Пресс Ф.П. Энергия, 1974. – 384 с.
15. Бургера Р. Основы технологии кремниевых интегральных схем. Окисление. Диффузия. Эпитаксия. Пер. с англ. под ред. В.Донована. – М.: Мир, 1969. – 452 с.
16. Гук Е.Г. Фоторезисты-диффузанты в полупроводниковой технологии; Ельцов А.В., Шуман В.Б., Юрре Т.А.. – Л.: Наука, 1984. –118 с.
17. Евсеев Ю.А. Полупроводниковые приборы для мощных высоковольтных преобразовательных устройств. – М.: Энергия, 1978. – 192 с.
18. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высшая школа, 1980. – 327 с.
19. Аппен А.А. Химия стекла. – Л.: Химия, 1970. – 300 с.
20. Таиров Ю.М., Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов; Цветков В.Ф. – М.: Высшая школа, 1990. – 423 с.
21. Лазарев И.В. Вредные вещества в промышленности. Спровочник для химиков, инженеров и врачей. Под общ. ред.. – М.-Л.: Химия, 1965, т.2.– 622 с.