1.3.4 Гибридные имс

Активные элементы трудно изготовить по плёночной технологии. Поэтому активные элементы изготавливаются в бескорпусном миниатюрном исполнении по дискретной технологии и монтируются сверху.

ИМС, где пассивные элементы (R,L,C) и междуэлементные соединения – плёнки, а активные элементы – навесные в бескорпусном микроминиатюрном исполнении называются гибридными.

На рисунке 1.5,а показана структура гибридной ИМС, соответствующая схеме на рисунке 1.5,б.

Через маску наносится резистор (NiCr) и нижняя обкладка конденсатора (Au или Ag), потом диэлектрик для конденсатора (SiO₂), затем верхняя обкладка конденсатора и соединительные проводники. И уже сверху припаивается миниатюрный бескорпусный транзистор.

Н а рисунке 1.5,в приведен общий вид толстоплёночной ИС в корпусе.

1.3.5 Совмещённые имс

Активные элементы формируются внутри полупроводниковой подложки, а пассивные элементы, внутрисхемные соединения и выводы в виде плёнок на поверхности полупроводника. Совмещённые ИМС выгодны, когда нужны высокие номиналы и стабильные сопротивления и ёмкости.

Внутрисхемные соединения осуществляются тонкими металлическими полосками с помощью металлизации.

1.4 Полупроводниковые имс

Полупроводниковые ИМС изготавливают биполярной и МДП-структур.

Полупроводниковые ИМС ‑ это ИМС, элементы которой выполнены в едином технологическом цикле на основе (внутри) одного кристалла – активной подложки.

Принципиальные отличия ИМС от дискретных состоят в том, что элементы должны быть электрически изолированы друг от друга и в то же время соединены между собой в соответствии с принципиальной схемой.

Функции дискретных активных и пассивных элементов выполняют различные локальные области, между которыми существуют необходимые электрические соединения и изолирующие прослойки.

В основном изготавливаются из кремния, т.к.:

1. они допускают более высокие температуры до 150 ^оС;

2. имеют меньшие обратные токи;

3. легко получить защитную пленку с высокими диэлектрическими свойствами путём окисления кремния в виде диоксида кремния SiO₂.

Основной процесс создания элементов полупроводниковой ИМС является формирование p-n переходов. С их помощью можно получить почти все элементы электрических схем (транзистор, диод, резистор, конденсатор)

1.4.1 Транзисторы биполярные

В основном используется кремниевая подложка с электропроводностью p-типа и транзистор имеет n-p-n-структуру. Так как подвижность электронов выше подвижности дырок, то транзисторы n-p-n-типа обладают лучшими частотными свойствами (т.е. устройства на них более быстродействующие), чем транзисторы p-n-p-типа. Кроме этого, технология изготовления n-p-n-транзисторов проще.

Технология основана на легировании полупроводниковой пластины поочередно донорными и акцепторными примесями. В результате образуются тонкие слои с разным типом проводимости и p-n переходы. Основными технологическими способами изготовления ИМС являются планарный и эпитаксиально-планарный

1.4.2 Планарная технология изготовления имс

Транзистор формируется внутри кристалла путем диффузии примесей в кремний (рисунок 1.6). Сначала p-Si окисляется через маску. Затем через отверстия осуществляется пооче-редно: диффузия донорных приме-сей – о бразуется n-слой – кол-лектор, затем диффузия акцеп-торных примесей – образуется p-слой ‑ база, затем диффузия донорных примесей – эмиттер. По окончании формирования транзи-стора производится металлизация выводов.

Недостатком метода диффу-зии является то, что концентрация доноров и акцепторов в эмиттере, базе, коллекторе уменьшается с увеличением толщины этих электродов. Из-за этого неравномерным оказывается сопротивление коллектора, и оно может достигать больших значений. Это обусловливает низкое пробивное напряжение перехода коллектор-подложка и сильное влияние подложки на электрические параметры транзистора. Поэтому чаще используется планарно-эпитаксиальная технология.