Кремниевая пластина вначале шлифуется с помощью абразива для удаления следов резки и других крупных неровностей, а затем полируется. Обычно вместо механической полировки применяется "электролитическая. Получается очень гладкая пластинка толщиной примерно 0,1 мм. После; этого она обезжиривается и промывается чистой водой. Следующим этапом является выращивание слоя двуокиси кремния на пластине. Этот слой будет служить в качестве высокотемпературной защитной маски при последующих стадиях диффузии. Пластина окисляется путем нагревания (обычно до 1 000—1 200° С) в сухом или влажном кислороде иливодяных парах. Так как исходная пластина обычна! имеет высокое удельное сопротивление, около 10 омсм, этот процесс ведется в условиях достаточной гигиены, чтобы исключить поверхностные загрязнения. Обычно
толщина двуокиси кремния составляет 5 000—10000А (т. е. 0,5—1 ж/с), причем ее цвет в отраженном свете Определяется толщиной.
Фотолитография
Отверстия в окисле для локальной диффузии в кремниевую пластину получают путем нанесения на окисел с помощью центрифуги тонкого слоя фоточувствительной эмульсии (например, фоторезиста Кодак КРР) и полимеризации резиста при освещении ультрафиолетовым светом через контактирующий шаблон. Резист проявляют и затем нагревают примерно до 150° С, чтобы закрепить проявленные области. Неосвещенные области вымываются ксилолом вплоть до поверхности S1O2. Наконец, открытую поверхность Si02 травят плавиковой кислотой, которая за время травления не успевает затронуть ни полимеризованный резист, ни лежащий под Si02 кремний. После этого полимеризованный резист удаляется химическим способом и получается пластинка с изображением в виде отверстий в оксидном слое. Эти отверстия могут иметь ту же точность, что и на фотонегативах. Время травления не должно быть слишком большим, иначе будет иметь место подтравливание под резистом, что приведет к увеличению размеров отверстий.
В процессе изготовления полупроводниковой ИС покрытие фоторезистом и последующее смывание его применяется многократно. Обычно после этого в окисном слое получаются мельчайшие проколы, которые являются главной причиной брака. Проколы возникают в основном из-за наличия инородных вкраплений в резисте. На практике обычно бывает необходимо вытравливать отверстия в окисных пленках различной толщины и с различным содержанием диффузионных примесей (бора и фосфора), которые изменяют скорость травления окислов. Таким образом, техника травления должна быть такой, чтобы в областях с наименьшей скоростью травление окисла заканчивалось до того, как в областях с наибольшей скоростью появится подтравливание. В этом отношении изготовление полупроводниковых ИС — процесс более трудный, чем изготовление транзисторов, так как гораздо большая или более сложная структура должна пройти через несколько стадий нанесения и удаления фоторезиста без появления каких-либо серьезных повреждений.