Структура полупроводниковых ИМС на основе биполярного транзистора

Полупроводниковая ИМС - это микросхема, элементы которой выполнены в приповерхностном слое полупроводниковой подложки (рис. 5). Эти ИМС составляют основу современной микроэлектроники.

В настоящее время различают следующие полупроводниковые ИМС: биполярные, МОП (металлокиселполупроводник) и БИМОП. Последние представляют собой сочетание первых двух, и в них комбинируются положительные их качества. Основным элементом биполярных ИМС является nрnтранзистор: на его изготовление ориентируется весь технологический цикл. Все другие элементы должны изготавливаться, по возможности, одновременно с этим транзистором, без дополнительных технологических операций.

На рис. 5 а, б показаны соответственно структура и электрическая схема простейшей полупроводниковой микросхемы, состоящей из биполярного nрn транзистора и резистора. Структура содержит слаболегированную подложку 1 р типа, активный полупроводниковый слой nтипа, в котором кроме транзистора и полупроводникового резистора (слой ртипа) созданы изолирующие области 2 из диоксида кремния. На поверхности полупроводника сформирован диэлектрический слой диоксида кремния, на котором расположены металлические проводники.

Рис. 5. а, б Структура элементов полупроводннковой ИМС

Технология полупроводниковых ИМС основана на легировании полупроводниковой (кремниевой) пластины поочередно донорными и акцепторными примесями, в результате чего под поверхностью образуются тонкие слои с разным типом проводимости и р nпереходы на границах слоев. Отдельные слои используются в качестве резисторов, а рnпереходы - в диодных и транзисторных структурах.

Легирование пластины приходится осуществлять локально, т.е. на отдельных участках, разделенных достаточно большими расстояниями. Локальное легирование осуществляется с помощью специальных масок с отверстиями, через которые атомы примеси проникают в пластину на нужных участках. При изготовлении полупроводниковых ИМС роль маски обычно играет пленка двуокиси кремния Si02, покрывающая поверхность кремниевой пластины. В этой пленке специальными методами гравируется необходимая совокупность отверстий различной формы или, как говорят, необходимый рисунок (рис. 6). Отверстия в масках, в частности в окисной пленке, называют окнами.

Окна Маска

Рис. 6. Окисная маска с окнами для локального легирования

Рис. 7. Варианты структур полупроводниковых интегральных микросхем с различным выполнением пассивных элементов

Читайте также

Проектирование сооружений городской районной телефонной сети
Основными задачами, стоящими перед отраслью связи на городской телефонной сети (ГТС), являются улучшение характеристик качества обслуживания и предоставление новых видов услуг св ...

Моделирование радиомаячной системы посадки метрового диапазона с помощью программы Micro-Cap
Функциональные возможности использования авиации во многом определяются качеством решения задач навигации, в частности, уровнем развития устройств и систем радионавигации. Под термино ...

Применение МПК в системах передачи информации
Каждое из трех предшествующих столетий ознаменовалось появлением какой-то технологии, развитие которой определяло прогресс в этом столетии. 18 век - механические системы, 19 - паровые ма ...