Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ _ИУ-КФ «Информатика и управление»

Кафедра иу1-кф «Конструирование и технология производства

электронных средств»

Лабораторная работа №6

«Исследование процессов термической диффузии из ограниченного источника примеси»

Дисциплина: «Физико-химические основы микро- и нано-

технологий»

Выполнил: студент гр. ИУК1-41Б	(Прудников А.Ф. (Подпись) (Ф.И.О.)	)
Проверил:	( Ткаченко А.Л. (Подпись) (Ф.И.О.)		)
Дата сдачи (защиты): Результаты сдачи (защиты):
Балльная оценка: Оценка:

Калуга , 2021

Цель работы: изучить структуру и топологию электронных приборов.

Теоретическое часть Биполярный транзистор.

Основным элементом биполярных полупроводниковых интегральных схем является транзистор со структурой n-p-n. Такой транзистор обладает более высокими электрофизическими параметрами по сравнению с транзистором структуры p-n-p. Это связано с более высокой подвижностью электронов, по сравнению с дырками. Структура и топология несимметричного n-p-n транзистора покозана на рис. 1.

Рис.1. Структура и топология несимметричного n-p-n транзистора. 1 – металлизация, 2 – контактное окно, 3 – базовая область, 4 – эмиттерная

область, 5 – контакт к коллекторной области.

Такая конструкция n-p-n транзистора обычно используется при проектировании маломощных биполярных транзисторов со средними электрофизическими характеристиками. Основное достоинство такой конструкции – простота и малая занимаемая площадь.

Такой транзистор может быть получен с помощью термической диффузии. Для этого на полупроводниковой пластине p-типа формируется

скрытый n+ слой, служащий для уменьшения сопротивления тела коллектора. Затем на пластине эпитаксиально выращивается n-слой, в котором с помощью диффузии формируется транзистор. p-области по краям транзистора служат для разделения элементов внутри кристалла. Они также получаются термической диффузией. Металлизация может быть получена магнетронным распылением алюминия.

Диффузионный резистор.

Все элементы в интегральных микросхемах стараются изготавливать, используя те же операции, которые нужны для формирования биполярного n-p-n транзистора, что необходимо для упрощения технологического процесса производства. Диффузионный резистор обычно формируется одновременно с изготовлением диффузионных областей n-p-n транзистора. Существует два вида диффузионных резисторов: получаемые на основе базовой и эмиттерной областей n-p-n транзистора. На рис. 2 показаны структура и топология таких резисторов.

К _Э Б

^SiO2

ρ_{S (Б)} = 200÷1000 Ом/□

ρ_{S (Э)} = 20÷100 Ом/□

Рис.2. Структура и топология диффузионных резисторов. В середине – использующего базовую область, справа – эмиттерную.

Сопротивление такого резистора может достигать 50 кОм. К недостаткам таких резисторов следует отнести низкую точность номиналов сопротивлений.