При планарно-диффузионной технологии исходную пластину монокристалла, в которой формируют р—w-переход, покрывают тонким защитным слоем диэлектрика. После этого способом фотолитографии изготовляют первую оксидную маску, для чего в защитном слое делают отверстия (окна) требуемой конфигурации по числу необходимых р—п-переходов. Для этого защитный слой покрывают тонким слоем светочувствительной эмульсии — фоторезиста, на поверхность которого проектируют требуемый рисунок маски. После этого изображение проявляется, и засвеченные участки фоторезиста стравливаются, обнажая защитный слой. С помощью травления обнаженные участки защитного слоя растворяют, и таким образом формируется требуемая совокупность окон. Через полученные окна производят диффузию необходимых примесей в исходную подложку кремния.
Планарно-эпитаксиальная технология дает возможность наращивать полупроводниковый слой на подложку любого типа проводимости, при котором кристаллическая структура наращенного слоя является продолжением кристаллической структуры подложки. Состав наращенного слоя (эпитаксиальной пленки) может отличаться от состава подложки. Наращивая эпитаксиальный слой л-типа на подложку из кремния /?-типа, можно сформировать р—л-переход, причем однородный по структуре эпитаксиальный слой может служить основой для изготовления других р—п-переходов, если его покрыть защитным слоем, а затем повторить технологический процесс, изложенный при рассмотрении планарно-диффузионной технологии.
Рассмотрим некоторые технологические приемы планарной технологии.
Окисление исходного кремния производят при температуре около 1000 °С в среде влажного кислорода до образования на поверхности пластины кремния диэлектрической пленки диоксида кремния (Si02) толщиной до 2 мкм.
Фотолитографию используют для защиты отдельных участков кремниевой пластины при создании окон. На поверхность пластины наносят слой фоторезиста, который засвечивают через шаблон с прозрачными и непрозрачными участками в соответствии с количеством и конфигурацией окон. После обработки фотослоя отдельные его участки вытравливают, чем обеспечивается локальный доступ к поверхности пластины.
· Травление — операция, при которой образовавшаяся на поверхности пластины пленка Si02 растворяется плавиковой кислотой на незащищенных участках.
· Диффузия — операция по формированию р—п-переходов на заданных участках полупроводника. Пластину кремния помещают в термостат с температурой около 1200 ° С, содержащий газ с необходимыми примесями, диффундирующими в исходный полупроводник через окна в пленке Si02. Изменяя тип и концентрацию примесей, можно получить требуемую многослойную р—«-структуру в кристалле полупроводника.
· Эпитаксия — операция по наращиванию при высокой температуре слоя полупроводника одного типа проводимости на поверхности исходной пластины полупроводника другого типа проводимости. При этом, как было указано ранее, наращенный слой в точности повторяет кристаллическую структуру исходного материала.
· Напыление — операция по созданию проводников и контактных площадок посредством осаждения в вакууме паров соответствующих материалов на поверхность кристалла через маску.
· Ионное легирование — операция, заключающаяся в облучении полупроводниковой пластины ускоренными до необходимой скорости ионами примеси.