ПЛАНА́РНАЯ ТЕХНОЛО́ГИЯ

ПЛАНА́РНАЯ ТЕХНОЛО́ГИЯ (от англ. pla­nar, от лат. planus – пло­ский, ров­ный), со­во­куп­ность спо­со­бов из­го­тов­ле­ния по­лу­про­вод­ни­ко­вых при­бо­ров и ин­те­граль­ных схем пу­тём фор­ми­ро­ва­ния их струк­тур с од­ной сто­ро­ны пла­сти­ны (под­ложки), вы­ре­зан­ной из мо­но­кри­стал­ла. Раз­ра­бо­та­на в 1959 в США. П. т. ос­но­ва­на на соз­да­нии в при­по­верх­но­ст­ном слое под­лож­ки об­лас­тей с разл. ти­па­ми про­во­ди­мо­сти или с раз­ной кон­цен­тра­ци­ей при­ме­сей, в со­во­куп­но­сти об­ра­зую­щих струк­ту­ру ПП при­бо­ра или ин­те­граль­ной схе­мы. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние в ка­че­ст­ве по­лу­про­вод­ни­ко­во­го ма­те­риа­ла для под­ло­жек в П. т. по­лу­чил мо­но­кри­стал­лич. крем­ний. В ря­де слу­ча­ев ис­поль­зу­ют сап­фир, на по­верх­ность ко­то­ро­го на­ра­щи­ва­ют ге­те­ро­эпи­так­си­аль­ный слой (см. Эпи­так­сия) n- или p-ти­па про­во­ди­мо­сти тол­щи­ной ок. 1 мкм. Об­лас­ти струк­тур соз­да­ют­ся ло­каль­ным вве­де­ни­ем в под­лож­ку при­ме­сей (по­сред­ст­вом диф­фу­зии или ион­ной им­план­та­ции), осу­ще­ст­в­ляе­мым че­рез мас­ку (обы­ч­но из плён­ки ок­си­да крем­ния SiO₂), фор­ми­руе­мую на ра­бо­чей сто­ро­не под­лож­ки при по­мо­щи фо­то­ли­то­гра­фии. По­сле­до­ва­тель­но про­во­дя про­цес­сы окис­ле­ния (об­ра­зо­ва­ние плён­ки SiO₂), фо­то­ли­то­гра­фии (соз­да­ние мас­ки) и вве­де­ния при­ме­сей, мож­но по­лу­чить в при­по­верх­но­ст­ном слое под­лож­ки ле­ги­ро­ван­ную об­ласть лю­бой тре­буе­мой кон­фи­гу­ра­ции, а так­же внут­ри об­лас­ти с од­ним ти­пом про­во­ди­мо­сти (уров­нем кон­цен­тра­ции при­ме­сей) соз­дать об­ласть с др. ти­пом про­во­ди­мо­сти. Все об­лас­ти име­ют вы­ход на од­ну сто­ро­ну под­лож­ки, что по­зво­ля­ет че­рез ок­на в плён­ке SiO₂ осу­ще­ст­вить их ком­му­та­цию в со­от­вет­ст­вии с за­дан­ной схе­мой по­сред­ст­вом плё­ноч­ных ме­тал­лич. (как пра­ви­ло, из Al) про­вод­ников, фор­ми­руе­мых так­же с по­мо­щью фо­то­ли­то­гра­фии. Плён­ка SiO₂, по­ми­мо ис­поль­зо­ва­ния её в ка­че­ст­ве мас­ки, за­щи­ща­ет вы­хо­дя­щие на по­верх­ность p – n-пе­ре­хо­ды как в про­цес­се их фор­ми­ро­ва­ния, так и при экс­плуа­та­ции ПП при­бо­ров и мик­ро­схем.

П. т., как пра­ви­ло, вклю­ча­ет до не­сколь­ких де­сят­ков и бо­лее тех­но­ло­гич. опе­ра­ций, оче­рёд­ность и ус­ло­вия вы­пол­не­ния ко­то­рых стро­го рег­ла­мен­ти­ро­ва­ны. В за­ви­си­мо­сти от ха­рак­те­ра воз­дей­ст­вия на ис­поль­зуе­мые ма­те­риа­лы, це­лей и ко­неч­но­го ре­зуль­та­та опе­ра­ции П. т. мож­но ус­лов­но раз­де­лить на сле­дую­щие осн. груп­пы: под­го­тов­ка под­ло­жек (ме­ха­нич. и хи­мич. об­ра­бот­ка для по­лу­че­ния пло­ской по­верх­но­сти без де­фек­тов, очи­ст­ка по­верх­но­сти); на­не­се­ние ма­те­риа­ла (оса­ж­де­ние ди­элек­трич. и ме­тал­лич. плё­нок на под­лож­ках, эпи­так­си­аль­ное на­ра­щи­ва­ние сло­ёв и др.); фор­ми­ро­ва­ние кон­фи­гу­ра­ций плё­ноч­ных эле­мен­тов и окон в плён­ках (фо­то­ли­то­гра­фия и т. п.); фор­ми­ро­ва­ние в под­лож­ке об­лас­тей с разл. элек­тро­фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми (диф­фу­зи­он­ное или ион­ное ле­ги­ро­ва­ние мо­но­кри­стал­лич. под­ло­жек; соз­да­ние плё­нок по­ли­кри­стал­лич. Si, сло­ёв SiO₂); уда­ле­ние ма­те­риа­ла (хи­мич. и плаз­мен­ное трав­ле­ние и др.); тер­мо­об­ра­бот­ка для при­да­ния не­об­хо­ди­мых свойств ма­те­риа­лам и эле­мен­там кон­ст­рук­ции из­де­лий (от­жиг плё­нок для сня­тия внутр. на­пря­же­ний в них, вжи­га­ние кон­так­тов и т. п.); со­еди­не­ние ма­те­риа­лов (свар­ка, пай­ка, сбор­ка, гер­ме­ти­за­ция кор­пу­сов); кон­троль­ные и под­го­ноч­ные опе­ра­ции (кон­троль элек­тро­фи­зич. свойств ма­те­риа­лов, гео­мет­рич. раз­ме­ров и па­ра­мет­ров эле­мен­тов из­де­лий; кон­троль дис­крет­ных ПП при­бо­ров и мик­ро­схем на функ­цио­ни­ро­ва­ние и др.); вспо­мо­гат. опе­ра­ции (ком­плек­та­ция, упа­ков­ка из­де­лий, меж­опе­ра­ци­он­ная транс­пор­ти­ров­ка и т. д.).

Ха­рак­тер­ной осо­бен­но­стью П. т. яв­ля­ет­ся то, что не­ко­то­рые тех­но­ло­гич. опе­ра­ции (напр., опе­ра­ции окис­ле­ния, фо­то­ли­то­гра­фии, очи­ст­ки, ле­ги­ро­ва­ния) по­вто­ря­ют­ся мно­го­крат­но и ПП под­лож­ки про­хо­дят неск. раз од­ни и те же тех­но­ло­гич. уча­ст­ки. Ка­ж­дая та­кая по­вто­ряю­щая­ся по­сле­до­ва­тель­ность опе­ра­ций (блок опе­ра­ций) фор­ми­ру­ет оп­ре­де­лён­ную часть струк­ту­ры при­бо­ра или мик­ро­схе­мы (напр., ба­зо­вую, эмит­тер­ную или кол­лек­тор­ную об­ласть тран­зи­сто­ра, ком­му­та­ци­он­ные про­вод­ни­ки). Из­ме­няя чис­ло бло­ков опе­ра­ций, мож­но из­го­тав­ли­вать лю­бые при­бо­ры – от дио­дов до слож­ных ин­те­граль­ных схем. За­вер­ша­ет­ся блок кон­троль­ны­ми опе­ра­ция­ми, по­зво­ляю­щи­ми свое­вре­мен­но ус­та­нав­ли­вать при­чи­ны воз­ник­но­ве­ния де­фек­тов (бра­ка) и по воз­мож­но­сти уст­ра­нять их.

П. т. обес­пе­чи­ва­ет воз­мож­ность од­но­врем. из­го­тов­ле­ния в еди­ном тех­но­ло­гич. про­цес­се боль­шо­го чис­ла иден­тич­ных дис­крет­ных ПП при­бо­ров или мик­ро­схем (до 10³ и бо­лее на од­ной пла­сти­не). По окон­ча­нии фор­ми­ро­ва­ния при­бор­ных струк­тур пла­сти­ны раз­де­ля­ют на отд. кри­стал­лы – чи­пы (напр., пу­тём раз­ре­за­ния их ал­маз­ным дис­ком ли­бо скрай­би­ро­ва­ния), ко­то­рые мон­ти­ру­ют в кор­пус или кри­стал­ло­дер­жа­тель. Груп­по­вая об­ра­бот­ка пла­стин в П. т. обес­пе­чи­ва­ет хо­ро­шую вос­про­из­во­ди­мость па­ра­мет­ров при­бо­ров и мик­ро­схем и вы­со­кую про­из­во­ди­тель­ность при срав­ни­тель­но низ­кой стои­мо­сти из­де­лий. До сер. 1990-х гг. П. т. – осн. на­прав­ле­ние в тех­но­ло­гии из­го­тов­ле­ния из­де­лий мик­ро­элек­тро­ни­ки.