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

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...

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 ...

Основные принципы и задачи по организации технической эксплуатации ВОЛП
Техническую эксплуатацию линейно-кабельных сооружений магистральной и внутризоновых первичных сетей Российской Федерации организуют Минсвязи РФ и центры технической эксплуатации в соотв ...