Изоляция диэлектриком

Метод диэлектрической изоляции также имеет много вариантов. Конструктивные варианты изоляции карманов с помощью поликристаллического кремния представлены на рис.2.5-2.7.

Рис.2.5. Изоляция карманов 1 из поликристаллического кремния 2 и окисла кремния 3

-18-

На рис.2.5 схематически показаны основные этапы изготовления подложки с изолированными карманами (областями полупроводника) n-типа.

На пластине исходного монокристаллического кремния n-типа выращивается слой его окисла SiO₂ (а), на базе которого с помощью процессов фотолитографии формируется защитная маска (б). С помощью избирательного травления в пластинке кремния создают канавки (в), стенки которых затем вновь подвергают окислению (г). Поверх окисла кремния одним из способов (обычно с помощью эпитаксии) наращивают толстый слой поликристаллического кремния (д). С помощью шлифовки и травления удаляют лишний слой монокристаллического кремния n-типа (е).

Основанием подложки остаётся поликристаллический кремний.

Её сечение с изолированными карманами n- типа приведено на рис.2.5(ж). Таким же способом изготавливают подложку с карманами p-типа.

Полученные изоляционные слои обладают сопротивлением более 10Мом и удельной ёмкостью порядка 15 Пф/мм². Пробивное напряжение слоя порядка 200В.

Рис.2.6. Схема изготовления карманов 1 из поликристаллического

кремния 2, окисла кремния 3 и карбида кремния 4

На рис.2.6 показана схема изготовления усовершенствованной подложки с карманами одного типа проводимости. К слою окисла кремния добавлен слой карбида кремния, что позволяет в несколько раз уменьшить удельную ёмкость изоляции. Помимо этого, слой карбида кремния облегчает удаление слоя лишнего монокристаллического кремния.

Рис.2.7. Схема формирования и изоляции карманов разного типа проводимости 1

с помощью поликристаллического кремния 2 и окисла кремния 3.

На рис.2.7 показана схема изготовления подложки с карманами разного типа проводимости, которая существенно облегчает одновременное формирование в ИС транзисторов p-n-p- и n-p-n- типов.

В монокристаллической пластине кремния p-типа (а) с помощью диффузии формируются области n-типа проводимости (б). В результате последующего маскирования и избирательного травления в пластине образуются канавки (в), поверхность которых подвергается окислению (г). Так же, как и в первом случае, поверх слоя SiO₂ посредством эпитаксии наращивается толстый слой поликристаллического кремния - основание будущей подложки (д). После удаления лишнего слоя монокристаллического кремния подложка готова (е).