19. Резистивные элементы полупроводниковых имс. Пленочные и диффузионные резисторы.

Резисторы полупроводниковых ИМС изготавливаются на основе диффузионных слоев транзисторной структуры (диффузионные резисторы) и с помощью ионного легирования.

а) на основе базовой области б) на основе эмиторной области

С опротивление тела диффузионного резистора представляет собой объемное сопротивление участка диффузионного слоя, ограниченного n-р переходом. Оно определяется геометрическими размерами резистивной области и характером распределения примеси по глубине диффузионного слоя.

вариант конструкции ионно-легированного резистора

С помощью операции ионного легирования, не связанной с формированием базы, можно создать очень тонкий резистивный слой.

При необходимости создания в микросхемах резисторов с большим сопротивлением используют пинч-резисторы

М аксимальное сопротивление плёночных резисторов существенно больше (до 1 МОм), а технологический разброс и паразитная емкость существенно меньше, чем у полупроводниковых резисторов. Тонкоплёночные резисторы применяются не только в гибридных, но и в некоторых полупроводниковых микросхемах. Резистивный слой в них наносят непосредственно на поверхность нелегированной подложки.

1 – резистивныи слой, 2 – подложка, 3 – металлические контакты

20. Конденсаторы и индуктивные элементы в микроэлектронике.

В качестве конденсаторов м. использоваться барьерная ёмкость обратно смещенного p-n-перехода (низкая добротность, работает при одной полярности)

Ёмкости на основе МДП-конденсаторов. Верхняя обкладка – слой металла, диэлектрик – диоксид кремния, нижняя обкладка – n+-слой. Ёмкость порядка 10пФ.

Конденсаторы для гибридных микросхем выполняются на основе диэлектрических плёнок монооксида кремния, либо на основе оксида тантала.

1 – подложка, 2 и 4 – металлические обкладки, 3 – диэлектрический слой

Индуктивные элементы выполняют в виде спиралей из того же материала, что и проводники. Вывод создают путём нанесения на спираль д\э-изоляции на катушку и последующим созданием вывода на ней.

22. Физические ограничения в микроэлектронике. Электромиграция в имс. Влияние межэлементных соединений на работу имс. Понятие задержки импульса.

Влияние проводников на параметры работы ИМС связано с конечным значением скорости передачи сигнала, в результате чего напряжение, приложенное к одному концу проводника, не может быть передано мгновенно во все точки по его длине. Наличие диэлектрической среды с проницаемостью больше единицы приводит к уменьшению скорости распространения сигнала в п/пр и пленочных ИМС в два-три раза ниже, чем в вакууме. Между соседними проводниками может существовать связь, определяемая их взаимной индуктивностью и емкостью. За счет этой связи при наличии сигнала в одном проводнике он появляется и в соседнем в виде помехи. Такие связи нужно предотвращать при проектировании ИМС.

При больших плотностях тока ( более 100 А/мм²) возможна миграция атомов металла в сторону одного из электродов.В процессе теплового движения происходит движение ионов по междуузлиям, генерация и заполнение вакансий. Этот процесс самодиффузии ионов. При наличии дрейфа электронов они подталкивают ионы. Происходит направленное движение ионов, захват ионов дрейфом электронов называют «электронным ветром», а направление движение ионов металла под действием потока электронов называют электромиграцией.