Bipolar工艺流程

Bipolar工艺流程①初始材料标准双极集成电路采用轻掺杂的（111）晶向P型衬底制造。晶圆的切割通常偏离轴线一定的角度，这样可使N型埋层（NBL）阴影失真最小化，（111）晶向硅有助于抑制标准双极工艺固有的寄生PMOS管。衬底的电阻率决定芯片的击穿电压。②N型埋层（一次光刻）第一步是在晶片上生长一层薄氧化层，使用NBL掩膜版在甩上光刻胶的氧化层上光刻。氧化刻蚀在硅表面刻出窗口后，用离子注入或热淀积法使N型杂质进入晶片。通常用含砷（As）或锑（Sb）的杂质形成N型埋层，这是因为这些元素的扩散系数低，从而抑制了后续工艺中出现向上扩散的现象②N型埋层③外延生长在生长轻掺杂N型外延层值前要先去除晶片上的氧化层。外延时，表面不连续性将沿着45°的角度向上传递。外延生长结束时，由于硅片晶向等原因，NBL阴影将横向平移长约外延层厚度的距离。设计参数包括外延层厚度和外延层电阻率，对于模拟电路来说希望epiTepiT③外延生长④隔离扩散（二次光刻）在集成电路中，P型衬底接最负电位，以使隔离结处于反偏，达到各岛间电绝缘的目的。隔离方法有：反偏PN结隔离、介质隔离、PN结-介质混合隔离等。各种隔离方法均有其优缺点。其中，PN结隔离工艺简单，是最常用的隔离方法。再次氧化晶片，在表面涂光刻胶，使用隔离掩膜版刻出图形。淀积高浓度硼后，经高温推结使隔离扩散在外延层中部分向下移动，在硅衬底上形成孤立的外延层岛，实现各元件间的电绝缘。④隔离扩散⑤基区注入（三次光刻）决定NPN管的基区及扩散电阻的图形离子注入可精确控制基区掺杂，接下来退火修复注入损伤并确定基区结深，充分减小接触电阻。⑤基区注入⑥发射区扩散（四次光刻）晶片再次涂光刻胶并用发射区掩膜版刻出图形，然后在要形成NPN管发射区和要制作N型外延层或深N+扩散欧姆接触的区域刻蚀氧化层露出硅表面，极高浓度的磷形成发射区。⑥发射区扩散⑦蒸铝、反刻铝和覆盖保护层（第五次光刻）⑧金属化连线光刻（第6次光刻）纵向NPN晶体管结构剖面图⑨钝化、开压焊孔、引线压焊、封装及测试采用等离子增强化学汽相淀（PECVD）Si3N4钝化膜，一般淀积温度300℃。第7次光刻（开压焊孔）引线压焊、封装及测试。总结从上述芯片制造工艺过程可以看到，共进行了7次光刻，需要7块掩膜版。典型的集成电路制造工艺需要15~20块不同的掩膜版，某些BiCOMS工艺更需要28块掩膜版。此外，还要涉及到氧化、外延、离子注入或扩散、化学汽相淀积、金属化和钝化等工艺。掌握了这些工艺技术，就掌握了制造集成电路的基本技术。纵向NPN晶体管纵向NPN晶体管(实物图）衬底垂直PNP晶体管（SubstrateVerticalPNPtransistor)横向NPN晶体管（lateralPNPtransistor）横向NPN晶体管（实物图）基区电阻（baseresistor）发射极电阻（emitterresistor)利用PN结实现电容（PNjunctioncapacitor）