Тема 14 типы структур полупроводниковых имс и их технология
Это биполярные и униполярные структуры
При сравнительной оценке различных типов структур учитываются следующие конструктивно-технологические показатели:
Качество межэлементной изоляции.
Площадь, занимаемая типичным функциональным элементом ИМС-транзистором.
Количество циклов избирательного легирования.
Количество циклов фотолитографии.
Среди планарных структур первой является диффузионно-планарная структура.
Концентрация примесей на границе р-п перехода мала
Эпитаксиально-планарная структура
Концентрация примесей равномерная
Схема технологического процесса формирования планарной диффузионной структуры
Коллекторные области формируются методом диффузии.
Исходная заготовка:
Первая ФЛ – формирование окон в окисле перед диффузией примеси в коллекторные области.
Диффузия примеси (например, фосфора) n-типа в коллекторную область и последующее окисление.
Диффузия проводятся в 2 этапа
Вторая ФЛ – вскрытие окон в окисле перед диффузией примеси в базовые области
Диффузия примеси p-типа (например, бора) в базовые области.
Третья ФЛ и вскрытие окон в области эмиттеров и приконтактные области коллекторов
Диффузия n+ – примеси в эмиттерные области и приконтактные коллекторные области, и последующее окисление.
Четвертая фотолитография (ФЛ) и вскрытие окон под контакты к диффузионным областям.
Металлизация поверхности
Пятая фотолитография. Избирательное травление Al и образование контактных площадок и межсоединений.
Таким образом, мы сформировали транзисторную структуру. Остальные элементы изготовляются одновременно с транзистором. Например:
Емкость может быть образованная Б-К переходом.
n-p-n транзисторы используются чаще, т.к. их обратные токи в меньшей степени зависят от свойств окисла, по сравнению с p-n-p транзистором.
Основной
недостаток диффузионных планарных
структур – сравнительно большое
сопротивление коллектора. Дно коллекторной
области под базой имеет малый поперечный
размер. Это приводит к увеличению
напряжения 
и времени переключения транзистора.
Для устранения этого недостатка
используют структуры со скрытым 
слоем.
Схема процесса получения планарно-эпитаксиальной структуры
Планарно-эпитаксиальные ИМС – это ИМС, в которых коллекторные области сформированы методом эпитаксии.
В качестве исходной заготовки используется полупроводниковая пластина p-типа.
Для нанесения эпитаксиального слоя одну из сторон пластины освобождают от окисла.
Наращивание монокристаллического Si n- типа.
Окисление поверхности и первая фотолитография для вскрытия окон в виде узких, замкнутых дорожек, соответствующих изолирующим областям.
Через окна проводится диффузия p – примеси до смыкания с подложкой и последующее окисление.
В результате получили области n-типа, изолированные друг от друга. Далее по аналогии с диффузионной планарной структурой формируются базовые области, затем эмиттерные и приконтактные коллекторные области, затем контактные площадки, межсоединения и защитный слой.