E.ü. | Ödevsel
Bu projede anlatılanlar ve temsili şekiller sadece bir transistör içindir. Günümüz teknolojisi bir yapıda milyonlarca transistör içeren çiplerden oluşan mimarileri kullanıyor. Fakat bu işlemler bütün çift kutuplu (bipolar) tümleşik devre fabrikasyonu için geçerlidir. Başlangıç materyali seyrek katkılı p-tipi silikondur(1015/cm3 akseptör atomu).
Adım 1:Maskeleme basamağında kullanılmak için oksit tabaka yaratılır.
Adım 2:[Şekil a] Maske 1 Antimon iyonu bombardımanı ile yüksek yoğunlukla katkılandırılmış olan n+ bölgesi oluşturulur. Bu bölge transistör alanını belirler. Antimon atomları yavaşça difüzyon ettirilir çünkü sonraki basamakta gerekli yüksek sıcaklığın (gömülü) tabakanın şeklini bozmaması gerekiyor. Kesik çizgi ile çevrelenen bölgenin dışında kalan bölgenin tümünde maske ışık geçirmez.
Adım 3:Direnç soyulur ve oksijenli ortamda ısıtılarak, iyon bombardımanına(implantation) bırakılmış tabaka substrat' ın (külçe,temel tabaka) içine yerleştirilir. Wafer(ince silikon katman) yüzeyinde bir süreksizlik oluşur. Çünkü yüksek katkılandırılmış bölge daha hızlı oksidasyon olur. Bu adım aynı zamanda ilerideki maskeler için uygun sıralama modelini oluşturur.
Adım 4:Oksit tabaka soyulur.,ve 1-2mm kalınlığında epitaxial(katkılı tabaka) n-tipi katman oluşturulur (1017/cm3 donör atomu).
Adım 5:Yaklaşık 10nm'lik oksit tabaka oluşturmak için elimizdeki madde oksitlenir. Bu sayede CVD yolu ile 0.1mm' lik silikon-nitrit tabaka meydana getirilir. Oluşturulan bu yapı belirleyici oksidasyon maskesi olarak bombar-dıman esnasında etkilenecek bölgenin seçimi için gereklidir.
Adım 6 :[Şekil b,c] Maske 2 Transistörün çalışan kısımları belirlenir. Yaklaşık olarak epitaxial silikon tabakanın yarısına kadar, maskeleme pencerelerinin dışında kalan nitrit ve oksit katmanların tümü sökülür. Pencereler, emitör, baz ve kollektör bağlantılarının wafer yüzeyinde nerede olacağını belirler.
Adım 7 :Bir önceki adımda kazınan bölgeleri p+tabakasına dönüştürmek için bor atomları ile iyon bombardımanı yapılır. Bu p+katmanı izolasyon bölgesi olarak aynı waferdaki komşu transistörlerle arada, durdurucu kanal olma işini görür. Bu kanal şekil-d de görülebilir.
Adım 8 :Direnç soyulur ve tekrar oksitleme yapılır. Dışarıda kalan epitaxial tabaka oksit tabakaya dönüştürülür. Böylelikle 6.adımda kazınmamış bölgelerde izole adalar yaratılır. Transistörün çalışma bölgeleri bu izole edilmiş adaları kullanacaktır.
Adım 9 :Gösterilen adaların tepesindeki nitrit ve tampon oksit katmanlar kazınır ve ince bir oksit tabaka oluşturulur.
Adım 10 :[Şekil d] Maske 3 Baz bölgesi belirlenir. P-tipi baz implantasyonunun gerçekleştirileceği bölge dışındaki kısımlar korunur. Daha önceki gibi maske kesikli çizgi tarafından çevrelenen bölge dışındaki her yerde opaktır. N-tipi epitaxial katmanın kalan alt yarısı aktif kollektör bölgesi olacaktır. Doz, difüzyondan sonraki boron konsantrasyonu, bağlantının gerçekleştirileceği yüzeyde 1018/cm3'ten büyük;emitör ile kollektör arasındaki bölgede yaklaşık 2×1017/cm3 olacak şekilde seçilir. İşlemin bu noktasında, çipin diğer alanlarında transistör bazları ile aynı implantasyonu almış p-tipi madde kullanılarak dirençler yapılır.
Adım 11 :[Şekil e] Maske 4 Bağlantı bölgeleri belirlenir. 9.adımda oluşturulan oksit tabakası emitör, baz ve kollektör bağlantılarının yapılacağı alanlardan uzaklaştırılır.
Adım 12 :[Şekil f] Maske 5 Emitör ve kollektör bölgeleri tanımlanır. Ve tanımlanan bu bölgeler ayrılır; epitaxial katman yüzeyinin hemen altında n+ katmanları oluşturmak için yüksek dozda ve düşük enerjide arsenik implantasyonuna tutulur. Kollektör ohmik bağlantı yüzeyi hazırlamak için bu n+ konsantrasyonu ile katkılandırılır.
Adım 13 : Emitör hareketsiz bir atmosferde istenilen derinliğe gömülür. Derinlik çok fazla olursa, emitör bazın altındaki n-tipi kollektör bölgesinin her tarafına dağılacaktır. Emitör yüzeye çok yakın olursa , baz genişliği azalacak ve transistör küçük bir betaya sahip olacaktır.
Adım 14 : Tüm çip üzerine alüminyum saçılarak örtülür.
Adım 15 :[Şekil g] Maske 6 Alüminyum tabakanın detayları belirlenir. Plazma, bağlantı yüzeyleri ve iç bağlantı çizgileri oluşturmak için alüminyumu kazır.
Şekil-g tamamlanmış npn transistörü gösterir.