Полупроводниковые имс на биполярных структурах.
Технология та же, однако каждый элемент и переход во избежание паразитных связей должен быть изолирован.
Способы изоляции:
1. Обратно смещенный p-n переход - этот метод простой, но изоляции не идеальны, образуется ток утечки и паразитная ёмкость.
Бывает
разных вариантов:
а) Метод тройной диффузии - делается на базе фотолитографии.
б) Эпитаксиально - планарный - на кристалл кремния наносят эпитаксиальный слой чистого кремния, затем происходит операция окисления, фотолитографии, травления. Меняется проводимость эпитаксиального слоя до слияния с подложкой. Высокое качество изолирующего перехода.
в) Метод Коллекторно - изолирующей диффузии - В подложку бора методом фотолитографии наводится материал n-типа (мышьяк, фосфор и др.). Образуется коллекторная область. выполняется наращивание эпитаксиального слоя p-типа материала, всего 1-2 микрона. Избирательной диффузией p - эпитаксиальный слой вводится области с n - проводимостью до смыкания с коллекторной областью. Далее формируется область базы. Формируется область эмиттера. Формирование контактов. Достоинства: простой, небольшая стоимость, выше процент годных микросхем, в 1,5-2 раза выше плотность размещения элементов на кристалле, наиболее распространенный чем эпитаксиально - планарный метод.
г) Метод получения ЕПИС технологии:
1. Окисление, фотолитография, избирательное травление SiO2. То есть получаются окна в кремние.
2. Удаляется часть кремния в окнах и опять создается оксидная пленка SiO2 и травится. Происходит изоляция внутри перехода, чтобы исключить утечку обратных токов.
Эта технология очень сложная, но зато высокое качество изоляции.
д) Декаль изоляционный метод - это изоляция воздушными зазорами.
е) КНС метод - кремний на сапфире. Сапфировая подложка.
ж) Изопланарная технология.
з) Комбинированная изоляция - снизу п-н переход, по бокам воздушные зазоры или оксидная пленка.
2. Изоляция диэлектрической пленкой. Этот метод дает практически идеальную изоляцию, но очень трудоёмкий.
3. Комбинированный метод - обратно смещенным p-n переходом и диэлектрической пленкой.
Мдп или моп структуры.
Эти элементы обладают большей надежностью, меньшими размерами и следовательно большей упаковки элементов, но более сложные в производстве. По сравнению с биполярными имеют меньшее быстродействие.
Различают 3 вида МОП структур:
1. p - канальные. методом фотолитографии и травления делаются окна в SiO2 далее методом диффузии наполняют эти области создавая сток и исток транзистора, при этом создается между стоком и истоком канал, который будет управляются затвором. И сверху всё закрывается пленкой, металлизируются контакты. В p-материале делается n-канал.
2. n - канальные. В n материале делается p-канал.
3. Комплиментарные. Это собирательный образ из двух каналов (КМОП структуры).
Имс с повышенным уровнем интеграции.
В больших гибридных интегральных схемах (БГИС) и сверх больших интегральных схемах используются бескорпусные ИС и пленочная технология на диэлектрической подложке.
Струйные технологии. Струя диаметром 6 нанометров, под давлением 5000 атмосфер струя пропана попадает на подложку со скоростью 400 м/сек. Она пробивает SiO2 и создает окна.
Современные проводники в чипах:
Медные проводники в чипах, SiGe, технология сои, технология Пировските.
Исходно имеется кремниевая пластина, диаметром примерно 20 см. Окисление её поверхности. Образование SiO2. Фотолитография. Далее наносится защитный слой (светочувствительный). Далее удаление в окнах светочувствительного слоя и SiO2 до чистого кремния. Далее фотомаска кладется. Сама маска формируется тоже светочувствительным слоем.