Современные интегральные микросхемы состоят из множества различных полупроводниковых компонентов, физические размеры которых могут быть в пределах субстонанометрового диапазона. Изготовление таких устройств осуществляется на монокристаллических полупроводниковых пластинах с использованием целого комплекса операций.
Полупроводниковое производство отличается спецификой конструкций, способствующих поддержанию производственной гигиены, прецизионной точностью и большим разнообразием (полупроводниковая техника использует ряд процессов из других областей техники), высоким уровнем механизации и автоматизации, а также значительным насыщением оборудования электронными устройствами.
Технологические процессы изготовления любого электронного прибора на базе полупроводниковой технологии состоят из повторяющегося набора операций, которые следуют по определенному маршруту: нанесение, литография, травление, легирование.
Заготовками или полуфабрикатами в производстве являются тонкие (250-1000 мкм) пластины из полупроводникового материала (кремний, германий) диаметром до 450 мм, которые получают со строго заданной геометрией, нужной кристаллографической ориентацией и классом чистоты поверхности.
Общая схема технологического процесса производства полупроводников показана на рис. 1. Независимо от вариаций полупроводников, таких как структуры чипа или основного материала, процесс изготовления пластин обычно состоит из многократного применения четырех основных операций. К этим основным операциям относятся:
1. Нанесение тонких пленок на подложку. Для формирования слоев из пленок могут использоваться различные технологические процессы, включая химическое осаждение из газовой фазы (эпитаксия), металлизацию и окисление. Для напыления пленок используется сырье в различных формах: в виде газов, твердых металлов и неорганических соединений. Эпитаксия – это процесс ориентированного наращивания (осаждение атомов) пленки на подложку (при таком наращивании структура эпитаксиальной пленки повторяет кристаллическую структуру подложки независимо от уровня легирования и типа проводимости пленки и подложки).