Fabrikasi IC (integrated Circuit)

7/23/2019 Fabrikasi IC (integrated Circuit)

1/32

Bab 2

Fabrikasi Rangkaian Terintegrasi (IC)

Teori Dasar dan Simulasi dengan SUPREM

Rangkaian terintegrasi (IC) adalah sebuah kristal tunggal silikon yang lazim disebut chipdenganketebalan sekitar 0,25 mm serta luas area dari 1 mm2sampai dengan 100 mm2. alam IC terdapat

sekaligus komponen akti! (misalnya transistor) dan "uga komponen pasi! (misalnya diode,

resistor, dan kapasitor). #ada bab ini akan di"elaskan proses pembuatan IC se$ara kualitati! mulai

dari penyiapan %a!er, pengotoran lokal (local doping) pelapisan oksida, dan metalisasi melalui

sebuah teknologi yang disebut dengan teknologi planar.

2!"! Teknologi IC Monolitik

&onolitik adalah kosa kata yang diambil dari bahaya 'unani mono (tunggal) dan lithos (batu),

sehingga IC monolitik dapat diartikan sebagai implementasi rangkaian terintegrasi ke dalam

sebuah kristal tunggal atau yang biasa disebut chip. isebut rangkaian terintegrasi karena

kenyataannya bah%a dalam kristal tunggal tersebut dibuat komponenkomponen rangkaian

misalnya, transistor, diode, resistor, kapasitor "uga interkoneksi antar komponenkomponen

tersebut. elain IC monolitik terdapat rangkaian terintegrasi "enis lain yaitu IC haibrid (hybrid).

*ambar di ba%ah adalah perbedaan antara IC monolitik dan IC haibrid.

2.1.1. +eknologi #lanar

+ahaptahap porses pembuatan rangkaian terintegrasi ke dalam kristal tunggal silikon dilakukan

dengan menggunakan teknologi planar. Contoh sederhana dari IC bipolar dengan menggunakan

teknologi planar ditun"ukkan pada *ambar (2.2).

2 1

omponen Rangkaian

(a)(b)

Gambar (2.1)

a). Rangkaian Terintegrasi monolitikb). Rangkaian terintegrasi haibrid

ubstrat p Isolasi tipe p-pp n

-n-(a) (b)


2/32

eperti yang tampak pada *ambar (2.2) struktur IC planar terdiri atas beberapa lapisan bahan.

ahanbahan tersebut antara lain semikonduktor tipe p dan n, lapisan oksida, dan lapisan logam.

/apisan semikonduktor digunakan substrat atau bodi dimana komponenkomponen IC dibuat.

/apisan ini "uga digunakan sebagai isolasi antar komponen satu dengan komponen lainnya.

+erdapat tiga proses yang digunakan untuk pembentukan lapisan silikon, yaitu epitaksi, di!usi,

dan ion implantasi. /apisan oksida digunakan untuk melindungi permukaan $hip dari

kontaminasi serta digunakan untuk pembentukan tipe n atau p pada lapisan semikonduktor pada

derahdaerah tertentu. /apisan oksida ini dapat di hilangkan dengan menggunakan bahan kimia

(etsa). /apisan logam tipis biasany diperoleh dengan teknik C ($hemi$al apor deposition)

bahan aluminum dan lapisan ini digunakan untuk interkoneksi antar komponen satu dengankomponen lainnya..

ibandingakan dengan rangakaia diskrit, IC memiliki beberapa keunggulan. i ba%ah ini adalah

keunggulan rangkaian terintegrasi dibandingkan dengan rangkaian diskrit, antara lain

(1). iaya pembuatannya murah (karena produksi masal).

(2). erukuran ke$il.

(3). eandalannya tinggi. arena semua komponen dibuat se$ara bersamaan, tidak dilakukan

penyolderan antar komponen, serta kesalahan mekanis dan elektrisnya rendah.

(4). iner"anya baik. arena biaya pembuatannya murah sehingga memungkinkan untuk

digunakan rangkaian yang lebih komplek untuk memperbaiki karakteristik rangkaian.

(5). #iranti yang $o$ok. arena semua transistor dibuat se$ara bersamaan dengan proses yang

sama, maka karakteristik listrik piranti (terutama pengaruh suhu terhadap karakteristik listrik)

relati! sama.

2 2

Gambar (2.2)

(a). Penampang lintang IC planar yang merupakan realisasi darirangkaian Gambar (b).


3/32

#rosesproses #lanar

+erdapat atau 6 tahapan proses independen yang terdapat pada pembuatan IC se$ara planar,

masingmasing adalah (1). #enumbuhan kristal semikonduktor yang digunakan sebagai %a!er.

(2). #enumbuhan lapisan epitaksi. (3). 7ksidasi (4).potolitogra!i dan etsa se$ara kimia (5). i!!usi(). Ion implantasi (implantation ion) dan (6) tahap metalisasi (pelapisan dengan logam). erikut

ini di"elaskan tahapan proses tersebut di atas.

2.1.2.1. #enumbuhan ristal

+erdapat dua teknik yang digunakan untuk menumbuhkan kristal silikon dari bahan lelehan

silikon, yaitu (1) teknik Czo$hralski dan (2) teknik ridgman. i ba%ah ini adalah pen"elasan

dari kedua teknik tersebut di atas.

(1). +eknik Czo$hralski

ekitar 809 penumbuhan kristal semikonduktor dilakukan dengan menggunakan teknik

Czo$hralski, terutama untuk penumbuhan kristal silikon dan kristal galium arsenid diameter

besar. omponen utama teknik Czo$hralski adalah peralatan yang disebut pullerseperti yang

ditun"ukkan pada *ambar 2.1. #ada puller terdapat tiga komponen utama, yaitu (a) +ungku

*ambar (2.1.)

Crystal puller dengan teknik Czo$hralski

2 3


4/32

(furnace) yang terdiri atas $a%an, seseptor gra!it, rotator (searah "arum "am), elemen pemanas,dan po%er supply. (b) Crystal pullingyang terdiri atas seed holder, rotator (berla%anan "arum

"am) dan (3) #engontrol yang terdiri atas sumber gas, pengatur alir, dan sistem pengatur sirkulasi

udara. #ada puller"uga terdapat sistem kontrol berbasi mi$ropro$essor yang digunakan untuk

mengatur parameter proses seperti suhu, diameter kristal, ke$epatan tarikan dan rotasi. alam

proses penumbuhan kristal, silikon polikristalin ditempatkan didalam $a%an yang dipanaskan

dengan tungku pada suhu di atas titik leleh silikon. ristal silikon dengan arah kristal yang sesuai

(misalnya :111;) ditempatkan padaseed holderkemudian dimasukkan ke dalam $a%an hingga

menyentuh lelehan silikon. ambil berputar seed holder ditarik keluar se$ara pelanpelan

(beberapa millimeter per menit) sehingga diperoleh kristal yang disebut inggot. emudian silikon

dalam bentuk inggot ini dipotong hingga men"adi %a!er dengan ketebalan tertentu digunakan

sebagai substrat dimana rangkaian terintegrasi dibuat. ebelum dilakukan proses, salah satu dari

sisi %a!er dibersihkan dan dilapisi dengan lapisan khusus untuk menghilangkan

ketidaksempurnaan permukaan.

(2). +eknik ridgman

+eknik ridgman sangat populer digunakan untuk penumbuhan kristal *a


5/32

kematis peralatan ridbman yang memiliki dua daerah suhu.

ahan yang telah dimurnikan dilelehkan pada suhu sekitar 1250oC pada daerah bersuhu tinggi,

kemudian se$ara perlahalahan dimasukkan ke dalam daerah bersuhu rendah (20oC) sampai

mengeras. uhu 20oC ini dipilih agar se"umlah ke$il arsen (


6/32

2.1.2.2. #enumbuhan /apisan >pitaksi

alam pembuatan IC, lapisan epitaksi ini digunakan untuk menumbuhkan lapisan silikon kristal

tunggal sebagai pengembangan dari kristal %a!er yang telah ada dengan material yang sama./apisan epitakasi ini ditumbuhkan di dalam sebuah tungku khusus yang disebut reaktor. ebrapa

bentuk rektor ditun"ukkan pada *ambar (2.4)

(a)

*ambar (2.4)

eberapa reaktor yang digunakan untuk penumbuhan lapisan epitaksi

2

($)


7/32

+erdapat tiga teknik penumbuhan lapisa epitaksi, yaitu (1). apor phase epita?y (#>) (2)

/i@uid phase epita?y (/#>), dan (3). &ole$ular beam epita?y (&>). engan menggunakan

teknik #>, lapisan silikon diperoleh berdasarkan reaksi kimia

2A2 - iCl4 4ACl - i B (2.1 )#roses ini dilangsungkan pada suhu 1200oC (di ba%ah titik leleh silikon).

2.1.2.3. 7ksidasi

/apisan i72dalam pembuatan IC sering digunakan untuk insulator, diel$tri$, !ilm pelindung,

masker, pasiator, dan sebagainya. +erdapat dua $ara pelapisan oksida pada %a!er silikon,

masingmasing adalah

1). 7ksidasi ering (Dry !idation)

&etode ini didasarkan atas reaksi kimia

i72 - 72 i72B (2.2)

/a"u tumbuh lapisan silikon dioksida dengan metode ini amat lambat, namun lapisan yang

terbentuk sangat merata (uni!orm), se$ara relati bebas dari ke$a$atan, dan memiliki karakteristik

listrik yang baik. &etode ini biasanya digunakan untuk pembuatan lapisan oksida untuk lapisan

dielektrik tipis seperti yang digunakan dalam pembuatan &7>+ terutam lapisan di ba%ah area

gate.

2). 7ksidasi asah ("et !idation)

&etode ini didasarkan atas reaksi kimia

i72 - 2A27 i72- 2A2B (2.3)

'ang menghasilkan la"u tumbuh lebih $epat dibandingkan dengan metode oksidasi kering.

/apisan oksidasi yang dihasilkan $o$ok untuk lapisan penyekat, lapisan pelindung, masker. i

ba%ah ini adalah peralatan yang digunakan untuk penumbuhan lapisan oksidasi.

2 6


8/32

*ambar (2.5)

#eralatan yang digunakan untuk penumbuhan

lapisan oksida

etebalan oksida (?) yang terbentuk tegantung pada lama %aktu pemrosesan (t) dan diungkapkan

dalam rumus

( )

+++=

2

411

2 #

t$#!

B(2.4)

dengan


9/32

)( + t$! B (2.)

dan persamaan di atas merupakan la"u tumbuh parabolis, karena konstanta bernilai parabolis.

2.1.2.2. #hotolitogra!i dan >tsa e$ara imia

alam pembuatan IC diperlukan pembuatan bukaan i72untuk keperluan doping lokal. &etode

yang digunakan untuk keperluan ini adalah metode photoe$hing dan diilustrasikan pada *ambar

(2.).

*ambar (2.)

#enuangan lapisan photoresist, (b) penyinaran photoresist dengan

sinar E melalui masker, dan ($) etsa dengan larutan kimia

elama proses photolitogra!i , %a!er dilapisi dengan !ilm photosensiti! serba sama yang disebut

dengan photoresist. &asker dengan pola hitam putih utuk pembuatan bukaan di tempattempat

tertentu dilapiskan di atas photoresist lalu diekspose dengan sinar ultra iolet (E) sehingga pola

masker terkopi pada lapisan photoresist. /alu masker dihilangkan dan %a!er etsa dengan

menggunakan larutan kimia (seperti tri$hloroethylene dan asam hydro!luori$) sehingga terbentuk

seperti *ambar (2..$).

2 8


10/32

2.1.2.5. i!usi

i!usi atomatom pengotor ke dalam silikon merupakan tahap dasar dalam pembuatan IC se$ara

planar. #roses di!usi dilakukan pada suhu sekitar 1000oC yang merupakan titik leleh silikon

selama 1 sampai 2 "am. alam sekali proses bisa dimasukkan 20 %a!er silikon se$ara bersamaanke dalam tabung @uartz. uhu ruang perlu dikontrol se$ara $ermat untuk men"aga homogenitas

suhu ruangan tungku. umber atom pengotor dapat berupa gas (boron, arseni$, dan phosphorus),

$airan, atau padatan yang diekposekan ke permukaan %a!er silikon dalam tungku

2.1.2.. Ion Implantasi

Cara lain untuk memasukkan atomatom pengotor ke dalam %a!er silikon dapat dilakukan

dengan peralatan yang disebut ion implanter. #eralatan ion implanter ditun"ukkan pada *ambar

(2.6).

*ambar (2.6)

istem ion implantation

alam metode ion implantasi ionion dopant diimplantasikan ke dalam bahan semikonduktor

melalui berkas ion berenergi tinggi. &etode ini memiliki keunggulan dibandingkan dengan

metode di!usi, antara lain konsentraso dopant dapat dikontrol se$ara lebih akurat, pri!ile

impuritas lebih baik, dan suhu prosesnya lebih rendah. #ada *ambar (2.G) adalah perbandingan

penggunaan metode di!usi dan ion implantasi.

2 10


11/32

*ambar (2.G)

#ro!il doping antar metode di!usi dengan metode ion implantasi

aik metode di!usi dan ion implantasi keduaduanya digunakan dalam pembuatan komponen

diskrit maupun rangkaian terintegrasi, karena kedua teknik ini saling melengkapi satu sama

lainnya. ebagai $ontoh, metode di!usi digunakan untuk pembentukan deep &unction (seperti

pembentukan p%ell pada C&7), sedangkan metode ion implantasi digunakan untuk

pembentukanshallo' &unction(seperti drain &unctiondansource &unction).

2.1.2.6. &etalisasi

+ahap metalisasi digunakan untuk membentuk interkoneksi antar komponen dalam $hip.

(+erkadang "uga digunakan sebagai hubungan ohmi$ (ohmi$ $onta$t) hubungan penyearah

metalsemikonduktor (re$ti!ier metalsemi$ondu$tor $onta$t)) hal ini dilakukan dengan $ara

mendeposisikan lapisan aluminum tipis di seluruh permukaan $hip.


12/32

/apisan tipis aluminum dapat dilakuan dengan berbagai $ara, misalnya physical %apor deposition

(PD) dan chemical %apor deposition (CD).Physical %apor depositiondilakukan pada tekanan

hampa dengan teknik eaporasi dan per$ikan. #ada tabung hampa dilakukan penekanan dari

tekanan atmos!er ke 15 pas$al kemudian diikuti penurunan tekanan hingga 5 105pas$al atau

lebih ke$il. +

#ada sub ini diberikan $ontoh pembuatan H+ (ipolar "un$tion transistor) dan >+ (ield >!!e$t

+ransistor) dengan struktur seperti pada *ambar (2.8).

*ambar (2.8)

#enampang lintang >+ dan H+

*ambar di atas adalah penampang lintang dari &etal 7?ide emi$ondutor ield >!!e$t +ransistor

kanal p (p&7>+) dan ipolar +ransistor tipe #. erikut ini adalah urutan pembuatan

struktur >+ dan H+ yang diambil dari %%%.e$e.uiu$.eduFe$e342.

2 12


13/32

RC< Clean

#ada tahap ini dilakukan pembersihan salah satu sisi %a!er silikon untuk persiapan proses

oksidasi. #roses ini dilakukan kurang lebih selama satu "am. e$uali atomatom phosphor

sebagai atom pengotor, kemurnian silikon harus tinggi dan semua atomatom pengotor yang tidak

diinginkan harus di"aga hingga tingkat serendah mungkin. *ambar (2.10) adalah bentuk %a!ersilikon.

*ambar (2.10)=a!er silikon

Initial 7?idation

#ada tahap ini kurang lebih dengan ketebalan 1500


14/32

etelah tahap pelapisan i72, beberapa tetes $airan yang mahal (;J 1,000Fgal) yang disebut

photoresist diteteskan di atas %a!er. engan memutar %a!er 3.000 rpm akan diperoleh lapisan

serba sama setebal 3 mi$ron. *ambar (2.12) adalah penumbuhan lapisan photoresist di atas

%a!er.

*ambar (2.12)

#enumbuhan lapisan photoresist

ake and >?pose the #hotoresist

etelah pembakar %a!er di atas pelat panas sedemikian hingga lapisan photoresist sedikit

mengeras, maka permukaan ini diekspose dengan menggunakan sinar ultra ungu (E) melalui

suatu masker yang diberi pola dengan $hrome. /apisan photoresist yang terkena E akan

mengalami reaksi kimia sehingga men"adi lapisan asam. *ambar (2.13) adalah penggambaran

tahap ini.

*ambar (2.13)

#roses penyinaran photoresist dengan E

2 14


15/32

eelop the #hotoresist

#ada tahap ini dilakukan pengembangan %a!er dengan menggunakan larutan yang dapat

menghilangkan lapisan asam (lapisan photoresist yang terekspose oleh sinar E). *ambar (2.14)

men"elaskan tahap ini.

*ambar (2.14)

+ahap pengembangan photoresist

ake #hotoresist and >t$h 7?ide

/apisan photoresist pada tahap ini dibakar lagi di atas pelat panas sehingga dapat menahan

larutan asam kuat yang digunakan untuk menghilangkan lapisan i72. /arutan asam

Aydrolouri$ digunakan untuk menghilangkan oksida ini, tetapi tidak dapat menghilangkan

silikon dan photoresist. *ambar (2.15) men"elaskan tahap ini.

*ambar (2.15)

+ahap etsa oksida

trip the #hotoresist

2 15


16/32

#ada tahap ini dilakukan pengupasan lapisan photoresist sebelum dilakukan tahap berikutnya.

*ambar (2.1) melukiskan tahap ini.

*ambar (2.1)

#engupasan lapisan photoresist

oron #redeposition

#ada tahap ini dilakukan pendopingan atom boron pada suhu tungku 850 oC dengan menggunakan

oron itride teroksidasi melalui "endela oksida. #endopingan ini akan menyebabkan

terbentuknya daerah tipep di ba%ah "endela oksida. &asuknya atomatom boron ke dalam %a!er

semikonduktor tipen ini ter"adi se$ara di!usi dan di dekat permukaan akan tumbuh lapisan tipis

orosili$ate. *ambar (2.16) di halaman berikut men"elaskan keadaan ini.

*ambar (2.16)

i!usi atom boron dan tumbuhnya lapisan orosila$ate

Remoe the orosili$ate *lass

2 1


17/32

#ada tahap ini dilakukan pengupasan lapisan orosili$ate dengan menggunakan laruatan asam

hydro!luori$ dan $ampuaran antara asam nitride dan asam sul!ur. *ambar (2.1G) adalah hasil

setelah tahap ini.

*ambar (2.1G)

#engupasan lapisan orosili$ate

oron rie

#ada tahap ini dilakukan penumbuhan lapisan silikon dioksida lagi dengan suhu tungku 1100oC

seperti yang dilakukan sebelumnya. arena pemanasan ini ter"adilah penyebaran atom boron.

#enyebaran atomatom boron ini tidak menyebabkan ter"adinya perubahan konsentrasi oron.

*ambar (2.18) memperlihatkan keadaan ini.

*ambar (2.18)

#enumbuhan lapisan i72dan penyebaran atom oron

#R2 (s$ond photoresist step)

#ada tahap ini pola masker yang berbeda hendak di$opikan ke dalam lapisan silikon dioksida

melalui lapisan photoresist seperti yang telah di"elaskan sebelumnya. #ada tahap ini pemasangan

pola masker harus dilakukan se$ara $ermat agar tidak ter"adi kesalahan dengan pola yang telah

ada pada %a!er sebelumnya. Aasil dari tahap ini di"elaskan pada *ambar (2.20)

2 16


18/32

*amabar (2.20)

#mbuatan "endela oksida dengan masker ke 2

#hosphorous #redeposition

#ada tahap ini dilakukan di!usi atomatom phosphor pada suhu 1000oC melalui "endela oksida

yang telah dide!inisikan. onsentrasi atomatom phosphor ini mengungguli konsentrasi atom

oron sehingga mengubah tipe semikonduktor dari tipep men"adi tipen. #ada daerah lain

pendopingan atomatom phosphor ini akan menambah konsentrasi atom phsophor dan nanti akan

digunakan sebagai kontak se$ara listrik. #ada daerah permukaan, akibat adanya lapisan tipis

oksida dengan atom phosphor akan menyebabkan tumbuhnya lapisan #hosphosili$ate dan lapisan

ini harus dihilangkan seperti pada lapisan orosili$ate glass setelah tahap predeposisi atom

oron. Aasil setelah tahap *ambar (2.21)

.*ambar (2.21)

i!usi atom phosphor

#R3 (third photoresist step)

2 1G


19/32

#ada tahap ini dilakukan pengupasan lapisan oksida dengan menggunakan photoresist ke tiga

untuk membentuk daerah Ksour$eL dan KdrainM iled >!!e$t +ransistor. Aasil dari tahap ini

di"elaskan pada *amabar (2.22)

*ambar (2.22)

Aasil dari tahap photoresist tahap ke tiga

*ate7?ydation

#ada tahap ini dilakukan pembuatan lapisan oksida gate dengan ketebalan sekitar 300500

angstroms pada suhu tungku 1000oC. *ambar (2.23) men"elaskan tahap ini.

*ambar (2.23)

Aasil setelah tahap pembuatan lapisan oksida

#R4 (ourth photoresist se@uen$e)

#ada tahap ini pembuatan "endela pada lapisan silikon dengan pola masker yang lain. Erutan

pembuatan "endela silikon seperti yang ditrangkan di depan. Hendela"endela ini nantinya

digunakan sebagai kontak (elektrode) *ambar (2.24) melukiskan keadaan ini.

2 18


20/32

*ambar (2.24)

Aasil dari pembukaan "endela dengan #R4

aporation

#ada tahap ini dilakukan pelapisan %a!er silikon dengan aluminum. #elapisannya dilakukan

dengan $ara penguapan aluminum di atas permukaan %a!er kemudian dipadatkan dengan

ketebalan sekitar 1500 angstroms.Aasil dari tahap ini dilukiskan pada *ambar (2.25)

*ambar (2.25)

Aasil dari pelapisan dengan aluminum

#R5 (!i!th photoresist se@uen$e) and $onta$t anneling

#ada tahap ini dilakukan pengupasan lapisan aluminum dengan menggunakan #R5. etelah

dilakukan pemanasa pada suhu 465oC untuk memperbaiki kontak aluminum dengan silikon

2 20


21/32

dilan"utkan, maka piranti yang dihasilkan telah siap untuk dilakukan pengetesan. Aasil dari tahap

ini dilukiskan pada *ambar (2.2)

*ambar (2.20)

Aasil dari pengupasan lapisan aluminum dengan menggunakan #R5

imulasi #embuatan #iranti erstruktur &7 dengan &enggunakan *PR+,-

*PR+,-adalah program simulasi yang dapat mensimulasikan berbagai langkah tahaptahapproses dalam pembuatan piranti berstruktur , atau piranti lainnya. *PR+,- merupakan

simulator Dyang mampu menampilkan pro!il doping dalam arah lateral dan ertikal. alam

*PR+,- sudah disediakan statemenstatemen atau komandokomando yang diperlukan untuk

pembuatan piranti, dan komandokomando itu diantaranya adalah

#! $RID

$RID adalah daerah "aring penampang piranti dalam arah ertikal dan horisontal yang

menentukan in!ormasi daerahdaerah sambungan. etatemen yang diprlukan untuk pende!inisian

GRIDadalah/I0+, sedang parameter tambahan yang diperlukan adalah

loc yang menun"ukkan letak titik pada sumbu line

spacyang merupakan besar daerah grid antar titik pada sumbu line dan besar

tagyang merupakan penun"uk batas yang akan digunakan oleh setatemen berikutnya.

2 21


22/32

B! RE$I%&

Region adalah daerah "aring diais yang akan dikenai proses. etatemen yang digunakan adalah

R+GI0,sedang sebagai parameter tambahnnya adalah siliconyang menun"ukkan "enis material yang dipilih pada region. &aterial lain misalnya

adalah oxide, nitride, poly, gas, oxynitr, photores, aluminum.

xlo, xhi, ylo, danyhiadalah penun"ukkan batas region sedangkan nilainya diambil dari

statemen tag.

C! B%U&D#R'

ondary adalah daerah permukaan substrat yang dikenai proses, sedang statemennya adalah

$*0D, parameter tambahan setatemen ini adalah

exposedyang menun"ukkan batas permukaan substrat

xlo, xhi, ylo, dan yhi adalah penun"ukkan batas region sedangkan nilainya diambil dari

setatementag.

D! I&ITI#

e!inisi ini bertu"uan untuk menentukan "enis, konsentrasi dan orientasi substrat yang digunakan

dalam proses. etatemen yang digunakan adalahI0ITsedang parameter tambahannya adalah

phosyang menun"ukkan "enis takmurnian yang dipilih.


23/32

oxideadalah parameter yang menun"ukkan "enis material yang akan dietsa.

start, continue, dan done adalah parameter yang menun"ukkan titik pada permukaan

diais yang akan dietsa.

F! P%Tomando PLOdigunakan untuk memperlihatkan hasilhasil yang diperoleh dalam simulasi.

*ambar yang dihasilkan dapat ditampilkan dalam 1 dimensi (1), 2 dimensi (2), atau 3 dimensi

(3). tatemen yang digunakan adalah PLO. parameter tambahan untuk statemen Plot.1!

adalahx."al, line (line.type), symb, y.min, y.max, x.min,danx.max.

x."aladalah parameter yang menun"ukkan nilai pada sumbu ? yang akan digambar.

lineadalah parameter yang menun"ukkan tipe atau %arna garis.

symbadalah parameter yang menun"ukkan tipe simbol yang akan diikutkan pada gambar

y.min dan y.max adalah parameter yang menun"ukkan rentang ariabel yang akan

digambar. Hika ariabel yang dimaksud berharga logaritmis $ukup ditulis dengan nilai

pangkatnya sa"a, misal untuk menuliskan nilai antara 101dan 1010$ukup ditulis 1 dan

10 sa"a.

x.mindanx.maxadalah parameter yang menun"ukkan rentang nilai pada sumbu ?.

#arameter tambahan yang diperlukan untuk statemen Plot.D adalah bound, fill, y.min, dan

y.max.

boundadalah parameter yang menun"ukkan batasbatas diais dan antar muka material.

filladalah parameter yang menun"ukkan nilai rasio.

y.mindany.maxadalah parameter yang menun"ukkan rentang nilai pada sumbu y.

eberapa statemen lain yang diperlukan dalam menampilkan gambar hasil simulasi adalah#elect

$ dengan z adalah nilai ariabel yang akan digambar, %olor, dan Pause. #arameter tambahan

untuk statemen $olor adalah min.", max.", dan siliconcolor adalah parameter yang menu"ukkan %arna yang akan digunakan dalam

penggambaran diais.

min."dan max."adalah parameter yang menun"ukkan rentang konsentrasi.

siliconadalah parameter yang menun"ukkan material yang digambarkan.

2 23


24/32

edang statemenPausebertu"uan agar gambar yang akan ditampilkan berhenti sampai ditekan

tombol41. erikut ini adalah implementasi urutan pembuatan piranti berstruktur &7 dengan

menggunakan E#R>&4 (dalam bentuk proogram) yang dilakukan dalam 4 tahap.

# TAHAP PERTAMA

6 set a'al

set e$hooption @uiet

6 definisi dimensi !line ? lo$ N 0.0 spa$ing N 1.25 tag N le!tline ? lo$ N 6.5 spa$ing N 1.00line ? lo$ N 25.0 tag N right

6definisi dimensi yline y lo$ N 0.0 spa$ing N 0.10 tag N topline y lo$ N 1.00 spa$ing N 0.04line y lo$ N 1.0 spa$ing N 0.025line y lo$ N 2.00 spa$ing N 0.03line y lo$ N 2.0 spa$ing N 0.01line y lo$ N 3.00 spa$ing N 0.0line y lo$ N 12.00 tag N bottom

6 Penyiapan "afer ilikon

region sili$on ?lo N le!t ?hi N right ylo N top yhi N bottom

6Definisi Daerah Permukaan yang #kan Diekspusbound e?pose ?lo N le!t ?hi N right ylo N top yhi N top

67onsentrasi #'al dan rientasi 7ristal ubstratinit phos $on$ N 5.20e14 orient N 100

6Pembuatan /apisan ksidadi!!use time N 330 temp N 800 %eto2

6Pembuatan 8endela dengan ,asker I

et$h No?ide start ? N 6.5 y N 0.26et$h o?ide $ontinue ? N 38.5 y N 0.26et$h o?ide $ontinu ? N 38.5 y N 0.324et$h o?ide done ? N 6.5 y N 0.324

6Proses Predeposisi untuk ,emasukkan #tom Impuritasdi!!use time N 32 temp N 1050 boron gas.$on$ N 2.0e20

2 24


25/32

6Penggambaran Profil Piranti Tahap I

plot.2d bound !ill label y.min N 0.5 y.ma? N 2.0$olor $olor N 4 sili$on$olor $olor N 5 o?ide

sele$t z N log10(boron)

$olor $olor N 1 min. N 15 ma?. N 16$olor $olor N 2 min. N 16 ma?. N 18$olor $olor N 3 min. N 18 ma?. N 20pause

sel zN(log10(phos)) title N Oistribusi #hospor #ada ? N3.5 (65Pa)Oplot.1d ?.al N 3.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 1.2

pausesel zN(log10(abs(boronphos))) title N Oistribusi oron #ada ? N .5 (65Pa)Oplot.1.d ?.al N .5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 1.4

pausesel zN(log10(abs(boronphos))) title N Oistribusi oron pada ? N 23.5 (65Pa)Oplot.1d ?.al N 23.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 1.pause6Penyimpangan Datatru$ture out! N 654a.str@uitila program ini di"alankan akan dihasilkan *ambar (2.26).

*ambar (2.26)

2 25


26/32

#enampang 2 dimensi hasil tahap pertma

Q &'&P !*&

6 set a'al

init in! N 654a.str

6Pembuatan /apisan ksida ke Duadi!!use time N 36 temp N 800 %eto2et$h o?ide start ? N 0.0 y N 0.30et$h o?ide $ontinu ? N 6.5 y N 0.35et$h o?ide $ontinu ? N 6.5 y N 0.40et$h o?ide done ? N 0.00 y N 0.35

6Pengambaran Profile Piranti Tahap II

plot.2d bound !ill label y.min N 0.5 y.ma? N 2.0$olor $olor N 4 sili$on$olor $olor N 5 o?ide

sele$t z N log10(boro)$olor $olor N 1 min. N 15 ma?. N 16 sili$on$olor $olor N 2 min. N 16 ma?. N 18 sili$on$olor $olor N 3 min. N 18 ma?. N 20pause

sel z N (log10(phos)) title NOistribusi #hospor #ada ? N 3.5 (65Pb)Oplot.1d ?.al N .5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.ma? N 0.0 ?.min N 1.2pause

sel z N (log10(abs(boronphos))) title NOistribusi oron #ada ? N .5 (65Pb)Oplot.1d ?.al N .5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.min N 1.4pausesel zN(log10(abs(boronphos))) title N Oistribusi oron pada ? N 23.5 (65Pb)Oplot.1d ?.al N 23.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 1.pause

6Penyimpanan Datastru$ture !out! N 645b.str

@uit

2 2


27/32

*ambar (2.2G) adalah hasil yang diperoleh dari tahap ini.

*ambar (2.2G)

#enampang 2 piranti setelah tahap 2

+ &'&P G&

6 set a'al

init in! N 654b.str

6Pembuatan ksda Gate Idi!!use time N 10 temp N 1100 dry72

6Pembukaan 8endela dengan ,asker III

et$ o?ide start ? N 21.5 y N 0.3Get$h o?ide $ontinu ? N 25.0 y N 0.3Get$h o?ide $ontinu ? N 25.0 y N 0.15et$h o?ide done ? N 21.5 y N 0.15

6Penggambaran Profil Piranti Tahap IIplot.2d bound !ill label y.min N 0.5 y.ma? N 2.5$olor $olor N 4 sili$on$olor $olor N 5 o?ide

2 26


28/32

sele$t z N log10(boron)$olor $olor N 1 min. N 15 ma?. N 16 sili$on$olor $olor N 2 min. N 16 ma?. N 18 sili$on$olor $olor N 3 min. N 18 ma?. N 20 sili$onpause

sel z N(log10(phos)) title NOistribusi #hospor #ada ? N 3.5(654$)Oplot.1d ?.al N 3.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 1.5pause

sel z N (log10(abs(borophos))) title NOistribusi oron #ada ? N .5(645$)Oplot.1d ?.al N .5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 2.5pause

sel z N (log10(abs(boronphos))) title NOistribusi oron #ada ?N3.5(654$)Oplot.1d ?.al N 23.5 line N 1 symb N 1 y.ma?N21 y.min N 12 ?.min 0.0 ?.ma? N 3.0pause6Penyimpangan Data

stru$ture out!N654$.str@uit

Aasil dari tahap ini dapat dilihat pada *ambar (2.28).

*ambar (2.28)

2 2G


29/32

#enampang 2 setelah tahap 3

+ &'&P -P&

6 set a'al

init in! N 654$.str

6Pembuatan +lektrode Drain2 Gate2 dan ource

deposit aluminum thi$k N0.45 di N G

6Penghapusan /apisan #luminum dengan ,asker I

et$h aluminu start ? N 0.0 y N 0.05et$h aluminum $ontinu ? N 25.0 y N 0.05et$h aluminum $ontinu ? N 25.0 y N 0.31et$h aluminum done ? N 0.0 y N 0.31

et$h aluminum start ? N 10.0 yN0.1Get$h aluminum $ontinu ? N 18.0 y N 0.1Get$h aluminum $ontinu ? N 18.0 y N 0.31et$h aluminum done ? N 10.0 y N 0.31

6Pembuatan +tsa yang ama

stru$ture mirror le!t

6Penggambaran Profil Piranti 5asil Tahap I

plot.2d bound !ill label y.min N0.5 y.ma? N 2.5$olor $olor N4 sili$on$olor $olor N 5 o?ide$olor $olor N aluminum

sele$t zNlog10(boron)$olor $olor N 1 min.N15 ma?. N 16 sili$on$olor $olorN2 min. N16 ma?. N 18 sili$on$olor $olor N 3 min. N 18 ma?. N 20 sili$onpause

sel zN(log10(phos)) titleNOistribusi #hospor #ada ?N3.5(654d)Oplot.1d ?.alN3.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N12 ?.min N 0.0 ?.ma?N1.5pause

sel zN(log10(abs(boronphos))) title NOistribusi oron #ada ? N .5 (654d)Oplot.1d ?.al N .5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 2.5pause

sel zN(log10(abs(boronphos))) title NOistribusi oron #ada ? N 23.5 (654d)Oplot.1d ?.al N 23.5 line N 1 symb N 1 y.ma? N 21 y.min N 12 ?.min N 0.0 ?.ma? N 3.0pause

6Penyimpanan Data

2 28


30/32

struture out! N 654d.str

@uit

Aasil dari tahap ini dapat dilihat pada *ambar (2.30)(2.33).

*ambar (2.31)

#enampang 2 setelah tahap 4

*ambar (2.31)

Profil distribusi konsentrasi atom phosporpada sumbu ! 9 :2; mm

2 30


31/32

*ambar (2.31)

Prifil distribusi lateral konsentrasi atom boron pada sumbu ! 9


32/32

oaloal /atihan

ebutkan beberapa keunggulan IC dibandingkan dengan rangkaian diskritenaraikan (list) tahap pembuatan IC monolitik

Helaskan beberapa metoda penumbuhan kristal silikon

Helaskan metodametoda untuk penumbuhan lapisan i72 dan tuliskan rumus kiamia yang

digunkan

Helaskan bagaimana metoda di!usi dan ion implantasi direalisasikan.

Fabrikasi IC (integrated Circuit)

Documents

Transcript of Fabrikasi IC (integrated Circuit)