Fabrication de transistors bipolairesBipolar transistor fabrication
Fabrication de transistors bipolaires NPN sur silicium en salle blanche, par le procédé planaire diffusé, puis test des transistors obtenus.Fabricating NPN bipolar transistors on silicon in a cleanroom with the diffused planar process, then testing the resulting transistors.
AperçuOverview
Le procédé planaire diffusé est à la base de la fabrication des circuits intégrés : on fait croître du SiO₂ sur le silicium, on l’ouvre là où il faut grâce à la photolithographie, et on diffuse les dopants à travers ces fenêtres. Les régions de base, d’émetteur et de collecteur se retrouvent toutes accessibles en surface, où l’on dépose ensuite les contacts d’aluminium.The diffused planar process is the foundation of integrated circuit fabrication: SiO₂ is grown on the silicon, opened where needed with photolithography, and dopants are diffused through those windows. The base, emitter and collector regions all end up accessible at the surface, where the aluminum contacts are then deposited.
En six séances de laboratoire, j’ai suivi les 14 étapes du procédé sur un substrat de type N, des premiers nettoyages jusqu’à l’alliage des contacts, puis testé les transistors fabriqués.Over six lab sessions, I carried out the 14 process steps on an N-type substrate, from the first cleaning to alloying the contacts, then tested the fabricated transistors.
Ce que j’ai réaliséWhat I did
- Nettoyé les échantillons selon le procédé RCA (nettoyage organique, retrait de l’oxyde natif au HF, nettoyage ionique).Cleaned the samples with the RCA process (organic clean, native oxide strip in HF, ionic clean).
- Fait croître l’oxyde de masquage par oxydation thermique humide à 1100 °C (environ 0,6 µm en 51 min).Grew the masking oxide by wet thermal oxidation at 1100 °C (about 0.6 µm in 51 min).
- Réalisé la photolithographie sur trois masques (base, émetteur-collecteur, contacts) et la gravure du SiO₂ au HF tamponné.Performed photolithography with three masks (base, emitter-collector, contacts) and etched the SiO₂ in buffered HF.
- Diffusé le bore pour former la base (prédépôt de 2 h 49 à 1100 °C, jonction visée à 2,6 µm), puis le phosphore pour l’émetteur et le collecteur.Diffused boron to form the base (2 h 49 min predeposition at 1100 °C, 2.6 µm target junction), then phosphorus for the emitter and collector.
- Déposé les contacts d’aluminium par évaporation sous vide et lift-off, puis allié les contacts à 450 °C sous hydrogène.Deposited the aluminum contacts by vacuum evaporation and lift-off, then alloyed them at 450 °C in hydrogen.
- Relié les temps de procédé aux modèles d’oxydation (Deal-Grove) et de diffusion (erfc pour le prédépôt, gaussien pour la redistribution), puis testé les transistors fabriqués.Tied the process times to the oxidation (Deal-Grove) and diffusion models (erfc for predeposition, Gaussian for drive-in), then tested the fabricated transistors.