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 усилителя напряжения
Прежде чем начать рассчитывать усилитель, выберем некоторые его элементы и условия моделирования. В качестве транзисторов будем использовать нашедшие широкое применение в прак ...

Проектирование радиорелейной линии связи
Радиорелейная связь - один из видов радиосвязи, образованной цепочкой приёмо-передающих (ретрансляционных) радиостанций. Наземная радиорелейная связь осуществляетс ...

Программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить эксперименты по одновременному управлению несколькими мобильными объектами
В настоящее время в области искусственного интеллекта (ИИ) происходят заметные преобразования. Источниками этих преобразований служат распределенный искусственный интеллект (РИИ), центра ...