Image019

—    wytrawianie otworów w warstwie Si0₂ na powierzchni płytki krzemowej, dla przeprowadzenia selektywnej dyfuzji domieszek oraz dla wykonania doprowadzeń metalicznych w odpowiednich miejscach płytki krzemowej,

—    wytrawianie obszarów w warstwie aluminium, naparowanej na powierzchnię warstwy Si0₂, w celu ukształtowania styków i połączeń wewnętrznych między elementami układu scalonymi w płytce.

W całym cyklu wytwarzania kompletnego układu scalonego proces fotolitograficzny jest powtarzany kilkakrotnie przy zastosowaniu za każdym razem innej maski. Zdolność rozdzielcza procesu fotolitograficznego jest czynnikiem ograniczającym minimalne rozmiary elementów układu scalonego. Obecnie w półprzewodnikowych układach scalonych najmniejsze rozmiary elementów są rzędu kilku do kilkunastu pm.

Dyfuzja. Proces ten polega na kontrolowanym wnikaniu domieszek innych pierwiastków chemicznych w głąb krzemu, ale tylko w określonych, odsłoniętych miejscach kryształu. Dwutlenek krzemu pokrywający pozostały obszar stanowi przeszkodę i nie pozwala na wniknięcie tych pierwiastków. Przeprowadzanie kolejnych dyfuzji w różnych środowiskach, domieszkowanie różnymi pierwiastkami— donorowymi lub akceptorowymi — dla uzyskania pożądanych właściwości elektrycznych w poszczególnych obszarach płytki, daje w efekcie na płytce krzemowej komplet układów, których liczba może dochodzić do kilkuset.

Każda dyfuzja jest poprzedzona wytworzeniem maski o innym wzorze (każda maska jest zwielokrotnieniem identycznych rysunków). Oczywiście poszczególne wzory muszą idealnie pasować do siebie, a właściwe ustawienie uzyskuje się za pomocą bardzo precyzyjnych mikromanipulatorów.

Naparowanie warstwy metalicznej. Ostatnim z głównych procesów technologicznych, jakim poddawana jest w całości duża płytka półprzewodnikowa, jest próżniowe naparowanie warstwy metalicznej. Warstwa ta służy do wykonania styków diodowych metal — półprzewodnik, połączeń między elementami, obszarów do dołączenia doprowadzeń zewnętrznych, a rzadziej także na elektrody w kondensatorach. Metal stosowany na warstwę o tak wszechstronnym zastosowaniu musi spełniać cały szereg wymagań zarówno natury elektrycznej, jak i chemicznej. Okazuje się, że stosunkowo najlepiej nadaje się tu aluminium.

Elementy składowe

Układy scalone zawierają głównie tranzystory, rezystory, diody i — w znacznie mniejszej liczbie — kondensatory o małych pojemnościach, a więc elementy, które są łatwo realizowalne w postaci scalonej w półprzewodniku.

Tranzystory. W układach scalonych stosowany jest tranzystor, który w odróżnieniu od tranzystora indywidualnego, ma doprowadzenie kolektorowe wykonane po tej samej stronie płytki co i doprowadzenia do obszarów bazy i emitera, dla umożliwienia wykonania wszystkich połączeń na powierzchni układu. Tranzystory scalone wykonuje się na odizolowanych od podłoża wyspach. Taka konstrukcja tranzystora powoduje stosunkowo dużą rezystancję obszaru kolektora wytworzonego w warstwie epitaksjalnej o dużej rezystywności ze względu na wydłużenie drogi przepływu prądu. Wpływa to w sposób zasad-