Технологія виготовлення інтегральних мдн- структур

• Послідовність операцій цієї технології показана на рис. Вирощується товстий (до 1,5 мкм) шар окису кремнію SiO₂ (а); за допомогою фотолітографії витравляється «вікно» (б); це вікно покривається тонким шаром SiO₂ (0,2 мкм) (в); потім уся пластина покривається шаром матеріалу затвора (алюміній, хром, молібден) (г); за допомогою фотолітографії залишається шар металу тільки над тією областю, де буде затвор (д); шляхом дифузії та іонного легування створюються p⁺- області витоку і стоку (причому електрод затвора служить маскою) (е).

Технологія виготовлення МОН (МДН) - структур

Ізоляція

• Усі елементи напівпровідникових інтегральних схем містяться в єдиному кристалі. Тому ізоляція елементів від кристала і один від одного є дуже важливою. Застосовуються такі способи ізоляції:

• 1. Ізоляція за допомогою p-n – переходу (рис. а). Перехід зміщується у зворотному напрямі за допомогою негативного потенціалу (порядку кількох вольтів), який стало подається на підкладку. Перехід має дуже високий опір (кілька мегомів). Це зумовлене застосуванням кремнію з шириною забороненої зони ∆W=1,12 еВ.

• Ізоляція цього виду найбільш проста і дешева. У «кишенях» в подальшому формуються активні та пасивні елементи.

• 2. Ізоляція за допомогою шару діелектрика (рис. б). Між «кишенями» і кристалом кремнію утворюють тонкий діелектричний шар двоокису кремнію SiO₂. Якість ізоляції поліпшується, але виготовлення ускладнюється. Порівняно з попереднім способом ізоляції зменшується паразитна ємність між «кишенею» і кристалом.

Різновиди ізоляції напівпровідникових ІС

Біполярні транзистори

• При виготовленні транзисторів напівпровідникових ІС, як правило, використовується кремнієва підкладка p - типу. Отже, інтегральні біполярні транзистори мають n­-p-­n – структуру. Завдяки застосуванню кремнію, збільшується допустима робоча температура (до 150 ⁰C); зменшуються зворотні струми; легко можна через окиснення одержати захисний шар SiO₂. n­-p-­n – структура поліпшує частотні властивості транзисторів, оскільки електрони мають більшу рухливість, ніж дірки. Біля колекторного переходу область колектора повинна мати знижену концентрацію донорних домішок, щоб при зростанні товщини переходу зменшувалася його бар'єрна ємність і зростала напруга пробою. Область емітера n⁺-типу – для зменшення опору і збільшення рівня інжекції. Для біполярних транзисторів ІС; =200; f_гр=500 МГц; С_КП =0,5 пФ; U_Kпроб ≤ 50 В; U_Епроб ≤ 8.

• У інтегральних біполярних транзисторів, як правило, відсутнє джерело зміщення бази. Отже, для них режим відсічки – це активний режим при малих струмах (I_K< I_Kmin, рис.).

Прохідні характеристики інтегральних біполярних транзисторів