TECNICAS DE FABRICACION DE SEMICONDUCTORES Ariana Ortiz Dario Lopez Sergio Avalos Felipe Cedillo Rebeca De la Rosa Ing. Christian Aldaco Instituto Tecnológico de Saltillo
TECNICAS DE FABRICACION DE SEMICONDUCTORES
Jan 25, 2016
TECNICAS DE FABRICACION DE SEMICONDUCTORES. Ing. Christian Aldaco. Ariana Ortiz Dario Lopez Sergio Avalos Felipe Cedillo Rebeca De la Rosa. Instituto Tecnológico de Saltillo. Instituto Tecnológico de Saltillo. Instituto Tecnológico de Saltillo. CONTROL DE CONTAMINACION EN ‘FABS’. - PowerPoint PPT Presentation
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TECNICAS DE FABRICACION DE SEMICONDUCTORES
Ariana OrtizDario Lopez
Sergio AvalosFelipe Cedillo
Rebeca De la Rosa
Ing. Christian Aldaco
Instituto Tecnológico de
Saltillo
FABRICACION DE SEMICONDUCTORES
Proceso mediante el cual
se crea un dispositivo
semiconductor.
Mediante el uso de material semiconductor
intrínseco.
Generalmente Silicio
Instituto Tecnológico de Saltillo
El proceso completo de
fabricación toma de 6 a 8
semanas.
Se realiza en instalaciones sumamente
Especializadas
Son llamadas ‘Fabs’
Instituto Tecnológico de Saltillo
CONTROL DE CONTAMINACION EN ‘FABS’
TIPOS CONTAMINACION
Partículas:
Objetos que se adhieren a la superficie de las obleas.
Impurezas Metalicas.
Contaminantes Organicos:
Lubricantes o Bacterias.
Estatica.
Instituto Tecnológico de Saltillo
Control de Contaminación
Uso de Robots para el
transporte de Obleas
Filtros de Aire
Uso de Ropa
Antiestática
Habitación Sin Estática
Instituto Tecnológico de Saltillo
Categorías de Procesos
Deposición
* Proceso que crezca o genere
capas.
Retiro
* Proceso en que se quita el
material de la oblea en forma de
granel.
Modelar
* Procesos que alteran la forma existente de los
materiales depositados.
Modificación Características
Eléctricas
* Dopado del semiconductor
Instituto Tecnológico de Saltillo
PREPARACION DE OBLEAS
Agregar Cristales de
Si en horno.
Se mezclan y se funden.
Mediante Rotación Se enfría
Se obtiene un
lingote
Se retira la
molienda
Se rebana el lingote
A la rebanada
se le conoce como oblea
Se da un acabado a los bordes
y son refinadas
Se aplica Polish
Se inspecciona
la Oblea
Sirve como base para la
fabricación del semiconductor
Instituto Tecnológico de Saltillo
METODO DE CZOCHRALSKI
Procedimiento para la
obtención de lingotes
monocristalinos
Mediante un Cristal Semilla
Uso de materiales
tipo P (Boro, Indio o Galio)
Uso de materiales
tipo N (Fosforo,
Arsénico o Antimonio)
Obtención de obleas
destinadas a la fabricación
de transistores y circuitos integrados.
Instituto Tecnológico de Saltillo
Coloca el Si puro y se
calienta hasta fundirlo
Se añaden impurezas tipo
P o N
Se introduce la semilla
Se gira, mediante los
giros comienza a formarse
Se obtiene lingote puro
Instituto Tecnológico de Saltillo
MECANICA QUIMICA DE PLANARIZACION
Proceso de Acondicionamie
nto de la Superficie
Uso de mezcla de químicos para pulir la
superficie de la oblea
Puede ser considerado
como un hibrido de ataque
químico y pulido
Instituto Tecnológico de Saltillo
PREPARACION DE OBLEAS
OXIDACION TERMICA
• Seca• Húmeda
Obleas de Si
Sometidas a una
Limpieza Rigurosa
Montan en Carrete de
Cuarzo
Carrete se introduce
en un tubo de Cuarzo
Se sitúa dentro de un Horno
Puede ser Vertical /
Horizontal
Entre 850°C y 1100°C
Se calienta el Horno
por Resistenci
a
Se aplica o según tipo
de Oxidación
Tiempo
Obtención de la
Oblea con Oxido
Instituto Tecnológico de Saltillo
OXIDACION SECA
Oxigeno Puro
1200°C
Mas Lento
Menos Defectos
Oxido de Mayor
Calidad
Instituto Tecnológico de Saltillo
OXIDACION HUMEDA
900°C a
1000°C
Mas Rápido
Mayores Defectos
Vapor de
Agua
Instituto Tecnológico de Saltillo
USOS
La capa de
Oxidación
Usa como Aislante
para separar dos
dispositivos
Como Mascara en
otros Procesos
Separar dos Capas de materiales
Conductores
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DEPOSICION
• Química• Física
• Presión atmosférica • Baja presión
Deposición Química de
vapor (CVD)
• Pulverización catódica• Crecimiento epitaxial por
haces moleculares
Deposición Física de
vapor (PVD)
UN
O Las obleas de silicio se introducen en un recipiente sobre un soporte de grafito.
DO
S En el recipiente se introduce la fuente gaseosa, típicamente tetracloruro de silicio SiCl4 y se calienta a una temperatura de 1200 ºC.
TR
ES
Finalmente queda una capa de polisilicio sobre la oblea.
DEPOSICION QUIMICA DE VAPOR
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UN
O
El dopante se introduce a la vez que el semiconductor en la mezcla gaseosa
DO
SComo dopante tipo p se utiliza el diborano B2Cl4, mientras que la arsina AsH3y la fosfina PH3 se utilizan como dopantes tipo n.
TR
ES
Finalmente queda el crecimiento de múltiples capas monocristalinas con espesores atómicos
DEPOSICION FISICA DE VAPOR
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METALIZACION
Se evapora el metal con calor a depositar en una cámara de alto vacío
Se cristalisa en la superficie de la oblea al enfriarse
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TECNICAS PARA EVAPORAR UN METAL
El material a depositar se carga negativamente al bombardearlo con iones positivos
Los átomos de Al desprendidos se dirigen y depositan sobre al oblea
SPUTTERING
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Filamento de tungsteno. De cada
espira del filamento se cuelga un pequeño trozo de aluminio.
1En un crisol de nitruro
de boro se calienta el Al mediante inducción RF.
2
Filamento suministra un haz de electrones, son acelerados por
un campo eléctrico y conducidos hacia la superficie del metal donde al chocar producen la
evaporación del metal.
3
Instituto Tecnológico de Saltillo
FOTOLITOGRAFIA
Su proceso es
Limpiar superficie de
oblea
Aplicación de fotorresistencia
Retícula alineada con
oblea
Aplicación de Rayos
Ultravioleta
Crear patronesInspección de
calidad
Se limpia, hornea para
eliminar humedad
Instituto Tecnológico de Saltillo
Previo al proceso de fotolitografia se puede usar aerosol o vapor para
promover la adhesión de la fotorresistencia a la superficie de la
oblea.
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GRABADO
Grabado
Eliminación de
Materiales Innecesarios
en la superficie de
la oblea.
Uso de Medios
químicos o físicos.
Grabado Humedo
Grabado Seco
Instituto Tecnológico de Saltillo
Velocidad a la Cual se extrae el
material.
Forma de la pared lateral de
la función de grabado.
Medida del cambio en el tamaño de la característica después del
grabado.
Forma más rápida graba una película de otra película.
Tipo de Cambio
Perfil
Sesgo
Selectividad
PARAMETROS
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Capacidad del proceso para
grabar de manera uniforme en toda la
superficie.
El material no deseado que
queda en la oblea.
Una película depositada sobre
las paredes laterales para evitar grabado
lateral.
Daños a equipos sensibles en la superficie de la
oblea.
Uniformidad
Residuos
Formación Polímero
Plasma
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GRABADO EN SECO
Es método principal de
grabado.
Inconvenientes:
Poca Selectividad y Control Extremo.
Puede ser:
Química o Física.
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Aplicaciones en Seco
Dieléctrica: Oxido.
Silicio: Aislamiento
del dispositivo.
Metal: Aleación de Aluminio, grabado para
el cableado de interconexión.
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GRABADO HUMEDO
Ha sido remplazado en
gran medida por el grabado en
seco.
Se basa en tiras de química húmedas.
Aun se usa para eliminar capas,
como fotosensible o como mascara
de nitruro de silicio.
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PROCESO DE GRABADO
IMPLANTACION IONICA
Dopaje de la oblea.
Principalmente por la implantación de
iones.
El método de dopaje precoz fue la difusión térmica.
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PROCESOS DE DOPAJE
DIFUSION
De una región de mayor concentración
a una región de menor
concentración.
Movimiento de un Material a
Través de Otro.
Tres Pasos:
1.Predeposicion
2.Drive In
3.Activacion
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SUBSISTEMAS DE
IMPLANTACION DE IONES
Ion Fuente.
Donde se generan los
iones.
Analizador de Iones.
Los iones positivos se
recogen en una viga.
Aceleración de Columna.
Los iones positivos son acelerados en
campo eléctrico.
Sistema de Exploración.
El haz de iones se explora a
través de toda la oblea.
Cámara de Proceso.
Donde se realiza la implantación de
iones.
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BIBLIOGRAFIA
• Semiconductor Manufacturing
Technlology
(Michael Quirk & Julian Serda)
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