Processo de Fabricação de Circuitos Integrados

Principais Etapas de Processo:

⇒ Oxidação Térmica

⇒ Deposição de óxido de silício

⇒ Fotogravação

⇒ Corrosào Química

⇒ Difusão de Impurezas

⇒ Implantação Iônica

Sala Limpa (“Cleanroom”)

Oxidação Térmica:

Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício

Si p

Oxidação Térmica

• Tempo

• Temperatura

• Ambiente

Si p

SiO2

2

C900T

2 SiOOSio

→+ >

Lâmina

Funções Principais

• Mascaramento contra impurezas

• Dielétrico de porta

Deposição de Óxido de Silício: (Chemical Vapor Deposition)

Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício

ou outra superfície qualquer

Si p

Deposição de SiO2

• Tempo

• Temperatura

• Fluxo de Gases

Si p

SiO2

↑+ →+ 22

C500

24 H2SiOOSiHo

Lâmina

Função Principal

• Mascaramento contra impurezas

Abertura de Janelas : Fotogravação e Corrosão Química

Objetivo: processo pelo qual retiramos o óxido de silício,

silício policristalino ou alumínio de certas regiões,

determinadas pela fotomáscara

Abertura de

Janelas

• fotomáscara

Funções Principais

• No SiO2: posterior difusão localizada;

• No alumínio ou silício policristalino: definição das vias de

interconexão.

Si p Si p

1 - Obtenção da Fotomáscara

Sucessivas reduções

Campo claro

Campo escuro

Fotografia de uma fotomáscara

Ampliação de uma fotomáscara de campo claro

Ampliação de uma fotomáscara de campo escuro

2 - Aplicação de Fotorresiste na

lâmina

3 - Exposição à luz ultravioleta

4 - Revelação

5 - Corrosão química

6 - Remoção do Fotorresiste

Si p

Luz Ultravioleta

Fotomáscara

Fotorresiste

SiO2

Si p

SiO2

Si p

Si p

Si p

SiO2

Fotorresiste

Fotomáscara

Si p

SiO2

Fotorresiste

Fotomáscara

Incidência de Luz U. V.

Fotorresiste

sensibilizado

Si p

SiO2

Fotorresiste

Visão após a revelação do fotorresiste

Si p

SiO2

Fotorresiste

Visão após a corrosão do SiO2

Si p

SiO2

Visão após a remoção do fotorresiste

Difusão de Impurezas:

Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas

doadoras (fósforo, arsênio…) ou aceitadoras (boro…)

Difusão

• Tempo

• Temperatura

• Tipo de dopante

Função Principal

• criação de uma região com características doadora ou aceitadora

Si p

Si n

SiO2

Si p

Concentração

profundidade

Superfície da lâmina

Implantação Iônica:

Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas

doadoras ou aceitadoras por impacto

Implantação Iônica

• Dose

• Energia

• Tipo de dopante

Função Principal

• criação de uma região com características doadora ou aceitadora

Si p

Si n

SiO2

Si p

Concentração

profundidade

Superfície da lâmina

Perfil de dopantes após o

recozimento térmico

Processo de Fabricação de Circuitos Integrados CMOS

Tecnologia CMOS cavidade N de 1,2 µm (Foundry ES2)

Lâmina de silício tipo p <100>1 - Oxidação térmica

2 - Fotogravação e corrosão do SiO2

Máscara (NW) - Definição das regiões que serão cavidades tipo N (NWELL)

Si p

Si n

SiO2

1a máscara

I/I de Fósforo

3 - Implantação Iônica de Fósforo

7 - Oxidação térmica de porta

6 - Fotogravação e Corrosão do SiO2

Máscaras (DN e DP)- Definição das regiões de difusão tipo N e P (diffn e diffp)

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

4 - Remoção total do SiO2

Máscara DN

Máscara DP

5 - Deposição de SiO2

8 - Deposição de silício policristalino dopado

9 - Fotogravação e Corrosão do Silício policristalino

Máscara (PO)- Definição do silício policristalino (poly)

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

Máscara DN

Máscara DP

Máscara PO

Si-poli

11 - Implantação Iônica de Boro

10 - Fotogravação do Fotorresiste

Máscara (DP)- Definição das regiões P+ (diffp)

12 - Remoção do Fotorresiste

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

Máscara DN

Máscara DP

Máscara PO

Fotorresiste

Transistor pMOS e

contato com substrato

P+P+P+

14 - Implantação Iônica de Fósforo

15 - Remoção do Fotorresiste

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

Máscara DN

Máscara DP

Máscara PO

13 - Fotogravação do Fotorresiste

Máscara (DN)- Definição das regiões N+ (diffn)

N+ N+ N+ P+P+P+

Transistor nMOS e

contato com cavidade

Fotorresiste

17 - Fotogravação e Corrosão do SiO2

Máscara (CO) - Definição de contatos (cont)

18 - Deposição de Metal - Alumínio

16 - Deposição de SiO2

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

Máscara DN

Máscara DP

Máscara PO

N+ N+ N+ P+P+P+

Máscara CO

Si p

Si n

SiO2

Máscara

NW

Máscara DN

Máscara DP

Máscara PO

N+ N+ N+ P+P+P+

19 - Fotogravação e Corrosão do Alumínio

Máscara (ME) - Definição do Alumínio (metal)

Máscara ME

Alumínio