Proces planarny - Planar process
Proces planarny to proces produkcyjny stosowany w przemyśle półprzewodników do budowy poszczególnych elementów tranzystora , a następnie łączenia tych tranzystorów ze sobą. Jest to podstawowy proces, w którym krzem scalonymi wióry są zbudowane. W procesie wykorzystuje się metody pasywacji powierzchni i utleniania termicznego .
Proces planarny został opracowany w Fairchild Semiconductor w 1959 roku.
Przegląd
Kluczową koncepcją jest oglądanie obwodu w jego dwuwymiarowej projekcji (płaszczyźnie), co pozwala na wykorzystanie koncepcji przetwarzania fotografii, takich jak negatywy kliszy, do maskowania projekcji chemikaliów naświetlonych światłem. Pozwala to na zastosowanie serii ekspozycji na podłożu ( krzem ) w celu wytworzenia tlenku krzemu (izolatory) lub obszarów domieszkowanych (przewodniki). Wraz z zastosowaniem metalizacji oraz koncepcjami izolacji złącza p – n i pasywacji powierzchni możliwe jest tworzenie obwodów na pojedynczym kawałku kryształu krzemu (płytce) z monokrystalicznej kuli krzemu.
Proces obejmuje podstawowe procedury utleniania dwutlenku krzemu (SiO 2 ), trawienia SiO 2 i dyfuzji ciepła. Ostatni etap polega na utlenieniu całej płytki warstwą SiO 2 , wytrawieniu przelotek stykowych do tranzystorów i osadzeniu metalowej warstwy pokrywającej na tlenku , łącząc w ten sposób tranzystory bez ręcznego łączenia ich ze sobą.
Historia
Rozwój
Na spotkaniu Towarzystwa Elektrochemicznego w 1958 r. Mohamed Atalla przedstawił artykuł na temat pasywacji powierzchni złączy PN przez utlenianie termiczne , oparty na swoich notatkach BTL z 1957 r.
Szwajcarski inżynier Jean Hoerni uczestniczył w tym samym spotkaniu w 1958 roku i był zaintrygowany prezentacją Atalli. Hoerni wpadł na „planarny pomysł” pewnego ranka, myśląc o urządzeniu Atalli. Wykorzystując efekt pasywacji dwutlenku krzemu na powierzchni krzemu, Hoerni zaproponował wykonanie tranzystorów chronionych warstwą dwutlenku krzemu. Doprowadziło to do pierwszego udanego wdrożenia techniki pasywacji tranzystora krzemowego Atalla za pomocą tlenku termicznego.
Proces planarny został opracowany przez Jeana Hoerniego, jednego ze „ zdradzieckiej ósemki ”, podczas pracy w Fairchild Semiconductor , z pierwszym patentem wydanym w 1959 roku.
Wraz z zastosowaniem metalizacji (do łączenia ze sobą układów scalonych) i koncepcją izolacji złącza p – n ( autorstwa Kurta Lehoveca ), naukowcy z Fairchild byli w stanie stworzyć obwody na pojedynczym kawałku kryształu krzemu (płytce) z kulka z monokrystalicznego krzemu.
W 1959 roku Robert Noyce oparł się na pracy Hoerniego, tworząc koncepcję układu scalonego (IC), który dodał warstwę metalu do górnej części podstawowej struktury Hoerniego, aby połączyć różne komponenty, takie jak tranzystory, kondensatory lub rezystory , umieszczone na ten sam kawałek krzemu. Proces planarny dostarczył potężnego sposobu implementacji układu scalonego, który był lepszy od wcześniejszych koncepcji układu scalonego. Wynalazek Noyce'a był pierwszym monolitycznym układem scalonym.
Wczesne wersje procesu planarnego wykorzystywały proces fotolitografii przy użyciu światła bliskiego ultrafioletowi z lampy rtęciowej. Od 2011 r. Małe elementy są zwykle wykonywane przy użyciu litografii „głębokiego” promieniowania UV o długości 193 nm. Niektórzy badacze stosują nawet wysokoenergetyczną litografię w ultrafiolecie .
Zobacz też
Bibliografia
Linki zewnętrzne
- „Silnik krzemowy: oś czasu półprzewodników w komputerach” . Oś czasu: przeglądaj według dekady . Muzeum historii komputerów. 2012 . Źródło 2012-06-03 . Kompendium artykułów i innych informacji na temat rozwoju układów scalonych , w tym rozwoju maskowania tlenków , fotolitografii , pojawienia się krzemu , układu scalonego i procesu planarnego .
- Proces planarny
- „Historia układu scalonego” . Nobelprize.org. 2003 . Źródło 2012-06-03 . Przegląd etapów wytwarzania układu scalonego ze strony internetowej Nagrody Nobla. Oto fragment pracy Techville: Układ scalony .