Zusammenfassung
Unter Planartechnik versteht man die Kombination einer Reihe von aufeinanderfolgenden und sich zum Teil wiederholenden Einzelprozessen an einkristallinen Halbleiterscheiben. Dies sind z.B. Diffusion, Oxidation, Epitaxie, Lithographie, Ätztechnik und Metallisierung.
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Die Planartechnik hat heute die Mesatechnik weitgehend verdrängt. Doch findet die Mesatechnik vereinzelt auch weiterhin Anwendung vor allem dort, wo der große Nachteil der Planartechnik, nämlich die gekrümmten Diffusionsfronten an den Maskenrändern (vgl. Abschnitt 8.1) und die damit verbundene inhomogene Strom-und Feldverteilung sowie die verminderte Durchbruchspannung stört (z.B. bei einigen Leistungsbauelementen, Avalanche-Dioden usw. ). In der Weiterentwicklung zur “Mesox”-Technik (Oxidation des Me-saberges) wird die Si02-Passivierung auch bei Mesabauelementen ausgenützt.
Ein Prozeß, bei dem viele Produkte (hier Siliziumscheiben) mit den selben Techniken hergestellt bzw. bearbeitet werden, wird “batch”-Prozeß genannt.
Allgemein sind bei integrierten Schaltungen die Schaltungselemente untrennbar zusammengebaut und elektrisch verbunden. Eine integrierte Schaltung ist hinsichtlich der Anwendung, der Angaben im Datenblatt, dem Vertrieb, der Prüfung und der Instandhaltung unteilbar.
Der Einfluß des veränderten Dotierungsverlaufes auf die Durchbruchsspannung ist nach [8.10] gering, so daß die numerischen Berechnungen der Durchbruchs Spannung von planaren pn-Übergängen, die alle Zylindersymmetrie voraussetzen, brauchbare Näherungen darstellen.
Bei einer dritten Methode, der Dampf oxidation (“steam oxidation” ) strömt Wasserdampf direkt über die Halbleiteroberfläche.
TEOS: Tetraethylene-oxisilane.
Allerdings ist SiH4 äußerst explosiv, so daß besondere Vorkehrungen (auch in der Verdünnung mit Edelgas) getroffen werden müssen.
Wegen der höheren Beweglichkeit der Elektronen gegenüber den Ionen.
Alle Verfahren werden heute automatisch oder wenigstens halbautomatisch mit Hilfe des Einsatzes von Datenverarbeitungsanlagen mit Spezialprogrammen für die Steuerung der Zeichenmaschinen durchgeführt.
Gefilterte, wirbelfreie, daher “laminare” Luft strömt vertikal oder horizontal dem Arbeitsplatz entgegen, so daß ein Eindringen von Staubkörnchen von außen in die Box unterbleibt. Wegen der gesundheitsschädigenden Wirkung von Flußsäuredämpfen und Dämpfen von organischen Lösungsmitteln ist für eine ausreichende Ventilation in den Bearbeitungsräumen zu sorgen.
Diese Tatsache kann bei Leiterbahnüberkreuzungen ausgenützt werden, um z.B. hochohmige Widerstandsgebiete auf dem Plättchen zu überqueren. Die erwähnte Dotierungseigenschaft von Aluminium gestattet es auch, schwach einlegierte Schottkykontakte auf n-Silizium herzustellen. Abb-8.40. Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Silizium-Epitaxial-Planar-Transistors (a bis k). 1 zeigt ein Transistorsystem, das auf einer mit Gold beschichteten Trägerplatte legiert ist. Bei e wurde die Si02-Schicht nicht gezeichnet. a) als Substrat dient eine sehr hoch dotierte n-leitende Siliziumscheibe; b) eine schwachdotierte n-leitende Schicht wird epitaktisch niedergeschlagen; c) die ganze Scheibe wird mit einer dünnen Oxidschicht bedeckt; d) die gesamte Oberfläche wird mit Fotolack bedeckt (Negativlack); e) die Maske für die Diffusion des Basisfensters wird justiert. Anschließend wird die Oberfläche durch die Maske mit UV-Licht bestrahlt. Teile des Lacks polymerisieren, der Rest wird abgelöst; f) das Oxid wird an den nicht mit Fotolack bedeckten Stellen abgeätzt; g) die Basisdiffusion wird durchgeführt (p). Während der Diffusion bedeckt sich die Oberfläche mit einer neuen Oxidschicht; h) nach einem erneuten Fotoresist-und Ätzprozeß wird das Fenster für die Emitterdiffusion geöffnet; i) durch die Phosphordiffusion entsteht eine sehr hoch dotierte Emitterzone. Während der Diffusion wächst neues Oxid auf, so daß drei verschieden dicke Oxidschichten vorhanden sind; j) nach einem erneuten Fotoresist-und Ätzprozeß wird das Fenster für die Basis-und Emitterkontaktierung geöffnet; k) aufdampfen der Aluminiumkontakte: Die gesamte Scheibenoberfläche wird bedampft. Nach einem Fotoresistprozeß werden die Leiterbahnen festgelegt und dann das überschüssige Aluminium entfernt. Anschließend wird das Al flach einlegiert; 1 ) mit Gold beschichtete Gehäusegrundplatte eines TO-Gehäuses (Kollektoranschluß )
In der Thyristorfertigung wird hierzu eine Messtechnik verwendet, die eine “Konturierung” des Elements erlaubt. Es wird also durch geometrische Formgebung der Bauelemente die Randfeldstärke verkleinert und somit der Durchbruch an der Oberfläche verhindert. onn
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Ruge, I. (1984). Grundzüge der Planartechnik. In: Halbleiter-Technologie. Halbleiter-Elektronik, vol 4. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-96782-5_9
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