procesos

Procesos de fabricación

Antonio Luque Estepa
Dpto. Ingeniería Electrónica

Índice
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Introducción

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Grabado seco

✟

Preparación

✟

LIGA

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Deposición

✟

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Fotolitografía

✟

Grabado húmedo

✟

Unión anódica y por
fusión
Pruebas y
mediciones

Introducción
✟

Procesos de fabricación
Adición de material (deposición)
Sustracción de material (grabado)
Moldeado
Fotolitografía
Pegado dematerial

✟

Encapsulado

✟

Medida y test

Proceso general
Preparación

Fotolitografía

Deposición

Grabados

Medidas

Pegado

Sala blanca
✟

✟

Baja concentración de contaminantes. Ambiente
controlado
Clasificación (U.S. Federal Standard 209b)
Clase 1: 1 partícula por pie cúbico
Clase 10: 10 partículas por pie cúbico
Clase 100: 100 partículas por pie cúbico
etc.
Referidas a partículas mayores de 0.5µm

Sala blanca

Comportamiento en sala blanca

Comportamiento en sala blanca
✟

✟

✟
✟

Vestimenta adecuada: traje, guantes, gafas (para
proteger a la sala, no a la persona)
Vestimenta de seguridad: guantes químicos, careta,
protector corporal
Plan de trabajo preparado con antelación
Seguimiento de los procedimientos normalizados y
las normas de seguridad

Materiales disponibles
✟

Obleas✟

Disoluciones químicas

✟

Máscaras (cromo, vidrio, oro,...)

✟

Material auxiliar

Obleas de silicio y de vidrio

Disoluciones más comunes
✟

Ácido fluorhídrico (HF)

✟

Hidróxido de potasio (KOH)

✟

HNO3 + HF (poly etch)

✟

H3PO4 + HNO3 (Al etch)

Índice
✟

Introducción

✟

Grabado seco

✟

Pasos preparatorios

✟

LIGA

✟

Deposición

✟

✟

Fotolitografía

✟

Grabado húmedo

✟

Unión anódicay por
fusión
Pruebas y
mediciones

Pasos preparatorios
✟

✟

Obleas de silicio, vidrio, pyrex, SOI (Silicon on
insulator),...
Silicio: dopado p/n, SSP/DSP, diámetro
100mm, espesor 380/525 um, orientación
<100>/<110>/<111>

Obleas de silicio: fabricación

Obleas de silicio: manejo

Automático

Obleas de silicio: manejo

Manual

Limpieza de las obleas
✟

Proceso RCA: limpieza antes de comenzarel
procesamiento

✟

Paso 1: residuos orgánicos con NH4OH

✟

Paso 2: óxido con HF

✟

Paso 3: residuos metálicos con HCl

Limpieza RCA

Limpieza RCA

NH4OH

HF

HCl

Secado
Agua DI

Índice
✟

Introducción

✟

Grabado seco

✟

Preparación

✟

LIGA

✟

Deposición

✟

✟

Fotolitografía

✟

Grabado húmedo

✟

Unión anódica y por
fusión
Pruebas y
mediciones

Deposición de material
✟

Se puedendepositar materiales sobre un sustrato
desde
Líquido
Gas
Plasma
Sólido

✟

Proceso térmico para variar sus propiedades

Tipos de deposición
✟

Física
PVD (por ejemplo, sputtering o epitaxial)

✟

Química
Baja presión LPCVD
Con plasma PECVD
Presión atmosférica APCVD

✟

Por láser

✟

etc.

Dopado del silicio
✟

Difusión térmica, entre 950 y 1280 ºC
Ley de Fick de la difusión
Poco usado hoy en díaen fábricas comerciales

✟

Implantación iónica
Se pueden implantar más tipos de iones que por
difusión
Buen control de la concentración
Menor coste por oblea

Ley de Fick
✟

Gobierna la difusión de los dopantes en el Si

✟

D coeficiente de difusión

✟

C concentración de dopante

Oxidación
✟
✟

Crecimiento de óxido por calentamiento del Si
Se forma una capa de 20 A, que se difunde
rápidamente aalta temperatura
Si + 2H20 -> SiO2 + H2 (oxidación húmeda)
Si + O2 -> SiO2 (oxidación seca)

Tipos de oxidación
Seca: sin vapor de
agua
✟ Húmeda: con vapor
de agua
✟ Pirogénica: con
hidrógeno gaseoso
✟

Crecimiento del óxido
✟
✟

Al oxidar el Si, se pierde parte del mismo
El espesor perdido es el 46% del espesor total de
óxido

Deposición física
✟

PVD: Physical Vapor Deposition

✟

Losreactores funcionan a baja presión

✟

✟

El origen del material a depositar puede ser sólido,
líquido o gaseoso
Evaporación térmica, epitaxia molecular,
deposición por láser, etc.

Evaporación térmica
✟

✟

✟

Configuración típica de
un reactor de
evaporación
Es importante tener un
buen vacío
Fuentes de calor:
corriente eléctrica,
electrones, RF, láser

Sputtering
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“Escupir” material...