2.7. Технология совмещенных имс
Совмещенные ИМС представляют собой конструкцию, в которой все активные элементы и по возможности часть пассивных создают по планарно-эпитаксиальной технологии с изоляцией p-n-переходами или диэлектриком, а все или часть пассивных элементов - по пленочной технологии путем нанесения резистивных, проводящих и диэлектрических пленок на поверхность микросхемы, покрытую слоем двуокиси кремния (рис. 2.30). В такой конструкции используются преимущества полупроводниковой и пленочной технологий.
Рис. 2.30. Формирование структуры ИМС по совмещенной
технологии
Для расширения номиналов и повышения точности воспроизведения резисторов и конденсаторов в полупроводниковых ИМС, а также для улучшения их рабочих характеристик разработана специальная технология, основанная на сочетании (совмещении) полупроводниковой и пленочной технологий. Такую комбинированную технологию изготовления полупроводниковых ИМС называют совмещенной. Последовательность формирования полупроводниковой ИМС по совмещенной технологии показана на рис. 2.30. Первую группу составляют процессы планарно-эпитаксиальной технологии, с помощью которых в объеме полупроводниковой пластины изготовляют активные элементы ИМС (рис. 2.30, а) и по возможности некоторые некритичные по номинальному значению и точности резисторы и конденсаторы. Вторую группу составляют процессы пленочной технологии, используемые для получения пассивных элементов - пленочных резисторов (рис. 2.30, б) и конденсаторов (рис. 2.30, в, г) непосредственно на поверхности слоя SiO2, выращенного на верхней поверхности монолитной структуры, ранее сформированной процессами первой группы.
Анализ технологического процесса изготовления совмещенных ИМС показывает, что он содержит по сравнению с обычным планарно-эпитаксиальным или EPIC-процессом дополнительные этапы, необходимые для формирования тонкопленочных элементов. Эти этапы, кроме увеличения продолжительности технологического цикла, удорожают производство и снижают производительность. Однако получаемые по данной технологии совмещенные ИМС обладают преимуществами как полупроводниковых, так и гибридных ИМС.
2.8. Конструкции элементов полупроводниковых имс на биполярных структурах
В процессе развития микроэлектроники появились такие элементы ИМС, которые не имеют аналогов в дискретной электронике: многоэмиттерные и многоколлекторные транзисторы, транзисторы с барьером Шоттки, трехмерные элементы и др.
Традиционные компоненты - диоды, конденсаторы и т.п. - изменились конструктивно, изменился диапазон их параметров. В полупроводниковых ИС отсутствуют аналоги таких традиционных компонентов, как катушки индуктивности и тем более трансформаторы.
Главными элементами биполярных полупроводниковых ИМС являются n-p-n-транзисторы. Именно на них ориентируются при разработке новых технологических циклов, стараясь обеспечить оптимальные параметры этих транзисторов. Технология всех других элементов (p-n-p-транзисторов, диодов, резисторов и т.п.) должна соответствовать технологии n-p-n-транзистора. Такое соответствие означает, что для изготовления других элементов следует по возможности избегать дополнительных технологических операций: желательно использовать те же рабочие слои (коллекторный, базовый и эмиттерный), которые необходимы для n-p-n-транзистора.