Слои формируются с помощью однотипного повторяющегося цикла: “окисление поверхности (SiO2) – фотолитография с образованием оксидной маски – внедрение легирующей примеси через окна маски – стравливание окисла”. Рисунок оксидной маски определяется рисунком фотошаблона, используемого в процессе фотолитографии. Таким образом, для создания всех слоёв требуется комплект фотошаблонов с различными рисунками.
5. В дальнейшем обработка происходит на поверхности: формируются изолирующий слой (SiO2), слой металлизации (Al) и защитный слой (SiO2). При этом используется цикл “нанесение сплошной плёнки – фотолитография”.
6. В результате тестирования ячейки, не удовлетворяющие требованиям, помечаются краской, а прошедшие тест ячейки и выдавливаются и в дальнейшем используются при сборке в корпус.
3. Методы изоляции полупроводниковых элементов
При использовании биполярных приборов возникает проблема изоляции приборов между собой. На больших частотах возникают паразитные связи между приборами. 3 метода изоляции приборов в кристалле:
1. С помощью p-n перехода
а) метод встречной диффузии:
Берется пластина, которая с одной стороны окисляется с помощью фотолитографии, вешаются окна, и производится диффузия до середины пластины.
Достоинство: барьер p-n перехода надежный. Недостаток: низкое быстродействие, т.к. большая глубина диффузии.
б) диффузия в коллекторной области (только на 20мкм). Когда не требуются высокие частоты. в) эпитаксиально-диффузионный: Эпитаксия – выращивание слоя кристалла на подложке в результате химической реакции.Существует гомо- и гетеро- выращивание. Гомо: одинаковый, т.е. Si на Si. Гетеро: КНС – кремний на сапфире. В этом методе используется гомовыращивание (Si на Si). Получаем коллекторную область:Достоинство: примесь может быть любой концентрации.Недостаток: изоляция не надежная.
2. С помощью двуокиси Si
а) окисление с двух сторон: б) затравка, травление: в) далее на этой поверхности выращивается поликремний г) после этого низ кремния срезается механически: д) и затем переворачивают Достоинство: высокая надежность. Недостаток: сложность.
3. КНС
4. Биполярные и МОП ИС
Интегральная схема (ИС), микроэлектронная схема, сформированная на крошечной пластинке (кристаллике, или «чипе») полупроводникового материала, которая используется для управления электрическим током и его усиления. Типичная ИС состоит из множества соединенных между собой микроэлектронных компонентов, таких, как транзисторы, резисторы, конденсаторы и диоды, изготовленные в поверхностном слое кристалла. Биполярные и МОП интегральные микросхемы относятся к полупроводниковым интегральным схемам..
Элементы полупроводниковых интегральных схем.
1. диффузионное сопротивление. В качестве сопротивления и используется сопротивление базовой области подложки. Можно получить сопротивление порядка 40-50кОм. Если не достаточно, то можно повысить с помощью второй диффузии эмитерной области. Увеличение сопротивления: разброс ΔR – 50% - добавляем еще одну область.
+ получаем одновременно с получением транзисторов.
2. диффузионные конденсаторы: а)собственно диффузионный на основе p-n перехода; используется область p-n перехода. - это диод и включать его можно только при обратном включении. Используется только с совпадением знаков. - емкость зависит от напряжения -наличие паразитного сопротивления.
б) метало-оксидныйсвободен от выше указанных недостатков. В качестве емкости используется емкость, образуемая слоем диэлектрика между кремнием и алюминиевым электродом. + не зависит от полярности, от напряжения - есть паразитное сопротивление на подложке.
3. активные элементы.
+ меньше стоимость + все транзисторы имеют одинаковые параметры (согласованность) + можно легко получить транзисторы разных значений, используя разные маски. Диоды получаются на основе транзисторов за счет соединения контактов (используется эмиттер и база, коллектор висит).
4. приборы на основе МОП – структур. МОП – металл – окисел – полупроводник. Управляется полем. Различают нормально открытый транзистор и нормально закрытый транзистор.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.