1

21. 

Technologie 

mikroelektro

niczne - 

systematyka

Opracował:
Adam Kogut
2005r.

2

Technologia:



półprzewodnikowa



cienkowarstwowa



grubowarstwowa

3

Technologia 

półprzewodnikowa 

                    - materiały



German (lata 50-te)



Si (większość diod, 
tranzystorów, układów 
scalonych)



AIII BV (GaAs, elementy 
mikrofalowe i optoelektroniczne)



AII BVI (CdS, CdHgTe, c.w. – 
fotodetektory , fotorezystory)

4

Technologia materiałów 

półprzewodnikowych



Metoda chemiczna (99,9% krzem)



Czyszczenie strefowe 

(współczynnik segregacji 

<1)



Wytwarzanie monokryształów metodą 
wyciągania z roztworu (metoda 
Czochralskiego) 



w tyglu czysty polikrystaliczny Si, pręt z 
zarodkiem monokrystalicznym



tygiel pokryty SiO

2

, roztwór przykryty 

B

2

O

3

, atmosfera Ar+5%H2, 1.5At 



Szlifowanie, ścięcia bazowe, cięcie, 
szlifowanie, polerowanie, mycie

5

Technologia 

epiplanarna 

w technologii 

półprzewodnikowej



Wytwarzanie warstw 
dielektrycznych



Domieszkowanie



Wytwarzanie 
metalizacji



Epitaksja



Litografia

6

Wytwarzanie warstw 

dielektrycznych



Utlenianie 



termiczne (900-1200°) – SiO

2

 na Si



suche, mokre, ciśnienie 
atmosferyczne lub wysokie



anodowe (Si-anoda, Pt-Katoda, 
elektrolit)



CVD (SiO

2

,Si

3

N

4

,Al

2

O

3

)

7

Domieszkowanie



W czasie wyciągania monokryształów



Wdyfundowanie atomów domieszki do 
materiału pp (1i 2 prawo Ficka; źródła 
domieszki ciekłe, gazowe, stałe; 2 
etapy: predyfuzja i redyfuzja)



Implantacja domieszki do pp (jonizacja 
domieszki, rozpędzenie jonów w polu 
elektrycznym, bombardowanie pp, 
zaburzenie struktury 
krystaliczejwygrzewanie, precyzyjna 

metoda)



Przy wzroście warstwy epitaksjalnej

8

Epitaksja 

(proces wzrostu warstw 

monokrystalicznych na podłożu 

monokrystalicznym)



Homoepitaksja 

(taka sama struktura krystaliczna i parametry sieciowe)

 



Heteroepitaksja

Rodzaje epitaksji 

(najpopularniejsze)



VPE (osadzanie z fazy gazowej), 
MOCVD: HEMT, HBT, niebieskie 
lasery, 

LEDy,detektory



MBE (z wiązki molekularnej)

9

Litografia 

(odwzorowanie na powierzchni)



Fotolitografia (UV)



fotorezyst pozytywowy, wirówka, 

wygrzewanie, naświetlanie, 

wygrzewanie, wywołanie 

(wodorotlenek sodu, TMAH)



subtraktywna, addytywna („lift-off”, 

osadzanie elektrolityczne metalu)



kontaktowa, zbliżeniowa, projekcyjna 

skaningowa, redukcyjna



Rentgenolitografia (maska z warstwą Au)



Elektronolitografia



Jonolitografia

10

Metalizacja

 

(osadzanie próżniowe c.w. 

metalicznych)



Naparowanie próżniowe za pomocą źródeł 
par grzanych



Oporowo (grzejniki wolframowe, 
tantalowe, molibdenowe)



Indukcyjnie (tyglowe źródła par o wysokiej 
wydajności)



Wiązką elektronową (działa el. o mocy 
10...15kV*A)

* - Al, Au, Ni, Ti



Rozpylanie

*

 w układzie diodowym, 

triodowym magnetronowym (dobre 
przekrycie schodków, do trudnotopliwych i 
stopów), RF

11

Trawienie w technologii 

półprzewodnikowej



Anizotropowość, selektywność



Mokre



Suche: plazmowe, jonowe



reaktory cylindryczne, planarne 
(symetryczne,niesymetryczne)



wiązką jonową (IBE)



reaktywne trawienie wiązką jonową 
(RIBE)



wspomagane chemicznie trawienie 
wiązką jonową (CAIBE)

12



Układy scalone bipolarne 

(tranzystory, rezystory, 

kondensatory)



Izolacja złączowa (złącze p-n 

spolaryzowane zaporowo), 

dielektryczna (technologia 

SOS, SOI), złączowo-

dielektryczna (ISOPLANAR)



Układy scalone unipolarne 

(prawie same tranzystory 

PMOS, NMOS, CMOS...)

Technologia 

półprzewodnikowa

13

Technologia 

cienkowarstwowa



Podłoża szklane, ceramiczne



Warstwy (wielowarstwy) do 
setek nm



Ścieżki, kondensatory, 
rezystory

14



Naparowanie próżniowe za pomocą 
źródeł par grzanych (NiCr...)



Diodowa DC, RF



Triodowa DC (NiCr), RF (reaktywnie 
Ta

2

N)



Magnetronowa (Cu, Al, Cr, Ti, Ag, 
TiN / AlN, Al

2

O

3

, Ta

2

O

5

, SiO

2

)

Technologia 

cienkowarstwowa       – 

metody próżniowego 

nanoszenia warstw

15

Technologia 

grubowarstwowa



Podłoża: ceramika alundowa 

(zaw. 85 do 96% Al2O3, grubość 

najczęściej 0.25 do 1mm)



Warstwy o grubości kilku um: 

ścieżki przewodzące, rezystory, 

kondensatory, el. indukcyjne 

16

Technologia 

grubowarstwowa



Drukowanie warstw grubych 

( pasta, gęstość sita, odległość 

sito – podłoże, kąt natarcia, 

pionowy przesuw rakla, twardość 

rakla)



Suszenie (150°C)



Wypalanie (odpowiedni profil,LTCC 

temp max 850°C, HTCC 1600°C)

17

Technologia 

grubowarstwowa



Korekcja laserowa rezystorów 
(rozrzut 10-15%, 
projektowane na mniejszą 
wartość R), różne kształty 
cięcia, dwa cykle 
doregulowania

18

Technologia 

grubowarstwowa + 

technologia 

cienkowarstwowa + 

technologia 

półprzewodnikowa



Moduły MCM



MCM-D (osadzanie c.w. metalicznych 
lub dielektrycznych na Si, diamencie, 
ceram., podłożu metalowym)



MCM-L (laminowane, jak 
wielowarstwowe obwody druk.)



MCM-C (ceramika, wielowarstwowe 
układy grubowarstwowe na podłożu 
ceramicznym)