Конструкции (а, б) и принципиальная схема (в) транзисторов с диодами Шоттки с охранным кольцом (а) и с расширенным металлическим электродом (б)
25. Металлическая разводка и принципы ее проектирования
Используются следующие варианты пересечения токоведущих дорожек:
металл — поликремний;
металл (или поликремний) — диффузионная область.
Пересечение
поликремниевой шины с металлической
токоведущей дорожкой показано на рисунке
2.7. Пленка поликремния закрывается
стекловидной пленкой SiO2(2),
на поверхности которой изготавливается
пленка металла.
Сечение (а) и общий вид (б) пересечения металл — поликремний
Пересечения металлической шины с диффузионной областью (p+ или n+(типа) показаны на рисунке 2.8. Но обычно диффузионные шины не делаются длинными по причине их большого сопротивления. Поэтому они изготавливаются как резисторы на основе сильно легированного слоя. Короткие диффузионные шины используются для перемычек при пересечении металлических токоведущих дорожек. Существенным недостатком такой конструкции является наличие двух омических контактов, что снижает надежность микросхемы.
Конструкция диффузионной перемычки показана на рисунке 1.21. Как можно видеть, для ее реализации необходимо изготовление двух контактов. Перемычки используются на первом уровне металлизации.
Вид сверху (а) и разрез (б) диффузионной перемычки
26. Приведите пример и поясните технологического процесса изготовления тонких пленок для гимс.
Согласно определению, приведенному в лекции1, гибридные ИС представляют собой совокупность пленочных пассивных элементов и навесных активных компонентов. Поэтому технологию тонкопленочных ГИС можно разбить на технологию тонкопленочных пассивных элементов и технологию монтажа активных компонентов.
Рассмотрим здесь лишь изготовление пассивных элементов, так как основные виды монтажа НК, представлены выше, а технология монтажа достаточно прозрачна.
Изготовление пассивных элементов. Тонкопленочные элементы ГИС осуществляются с помощью технологических методов, путем локального (через маски) термического, катодного или ионно-плазменного напыления (см. курс «Основы технологии ЭКБ») того или иного материала на диэлектрическую подложку. Схемы технологических процессов представлены на рис. 2.10.
|
|
|
а |
б |
в |
Структурные схемы технологий получения тонких пленок: а – термическое напыление; б – катодное напыление; в – ионно-плазменное напыление (подробное представление о технологиях можно узнать из учебника «Основы микроэлектроники» И.П. Степаненко и др.)
В качестве масок длительное время использовались накладные металлические трафареты. Такие трафареты представляли собой тонкую биметаллическую фольгу с отверстиями-окнами. Основу трафарета составлял слой электрохимически нанесенного никеля толщиной 10-20 мкм. Последний определял размеры окон, т.е. рисунок трафарета, а слой бериллиевой бронзы выполнял роль несущей конструкции.
Серьезные недостатки металлических накладных трафаретов заключаются в том, что, во-первых, в процессе напыления пленок происходит напыление на сами трафареты, что меняет их толщину и постепенно приводит их в негодность. Во-вторых, металлические трафареты мало пригодны при катодном и ионно-плазменном напылении, так как металл искажает электрическое поле и, следовательно, влияет на скорость напыления. Поэтому в последние годы от металлических накладных трафаретов практически отказались и используют для получения необходимого рисунка фотолитографию – метод, заимствованный из технологии полупроводниковых ИС (подробнее можно узнать из учебника «Основы микроэлектроники» И.П. Степаненко и др.).