4.3. Изопланарная биполярная имс

В

изопланарной биполярной ИМС (рис. 4.3) боковая изоляция между карманами обеспечивается диэлектриком – толстым диоксидом кремния, выращенным термическим окислением в водяном паре под давлением в несколько атмосфер. Маской для термического окисления служит пленка нитрида кремния, которая впоследствии удаляется. Для сохранения планарности пред­варительно вытравливаются канавки в кремнии на глубину примерно в половину толщины эпитаксиального слоя, так что после окисления канавка полностью заполняется диоксидом кремния. Канавки с диоксидом кремния заменяют разделительные p⁺-области (см. рис. 4.2), они не требуют зазоров с областями p-базы и глубокого n⁺-коллектора. Поэтому такая изопланарная структура с боковой диэлектрической изоляцией позволяет значительно сократить латеральные размеры элементов биполярной ИМС, а следовательно, увеличить степень интеграции.

4.4. Моп имс с металлическим затвором

В

се МОП ИМС изготавливаются на пластинах кремния ориентации (100), имеющих минимальный заряд на границе раздела Si–SiO₂. При изготовлении n-канальных МОП ИМС (рис. 4.4) сначала на пластинах кремния p-типа формируются сильнолегированные противоинверсионные или так называемые p⁺-стоп-слои 1. Затем создаются n⁺-области стока (С) 2 и истока (И) 3 МОП-транзистора. Между ними вскрывается окно и выращивается тонкий подзатворный диоксид кремния 4. Затвором (З) служит металлизация 5, которая формируется вместе с омическими контактами к областям С, И и подложке (П). Подвижность носителей тока в n-канальных МОП-транзисторов выше, чем в p-ка­нальных, и поэтому n-канальные МОП ИМС имеют меньшие размеры, чем p-канальные.

4.5. Моп имс с поликремниевым затвором

В

структуре МОП ИМС с поликремниевым (поликристаллическим) затвором (рис. 4.5) можно реализовать самосовмещение затвора с областями стока и истока. Для этого после формирования p⁺-стоп-слоев 1 выращивают подзатворный диоксид кремния 2, на который наносят поликремниевый затвор 3. Формирование областей стока 4 и истока 5 осуществляют ионной имплантацией фосфора через тонкий подзатворный диоксид (показано пунктиром) с последующим постимплантационным отжигом. Мас­кой при этом служит поликремниевый затвор и толстый (полевой) диоксид кремния. Длина канала при самосовмещении равна ширине затвора за вычетом боковой диффузии примеси в областях стока и истока.

4.6. LOCOS МОП ИМС

В

структуре LOCOS (local oxidation of silicon) МОП ИМС (рис. 4.6) p⁺-стоп-слои 1 создаются на дне канавок, граничащих с областями стока 2 и истока 3. Дно канавок легируется бором с помощью ионной имплантации, а канавки заполняются диоксидом кремния 4 с помощью локального окисления с использованием нитрида кремния в качестве маски. Такая структура с заглубленными p⁺-стоп-слоями позволяет существенно уменьшить размеры элементов МОП ИМС.

4.7. Кмоп имс

В

структуре КМОП ИМС (рис. 4.7) n- и p-канальные МОП-транзисторы формируются на одном кристалле. Для этого в n-подложке формируются глубокие p-карманы 1 со слабым легированием. Это достигается имплантацией малой дозы бора с последующей длительной высокотемпературной обработкой. Формиро-вание p⁺-областей стоков/ истоков p-МОП-транзисторов 2 может осуществляться одновременно с форми­рованием p⁺-стоп-слоев n-МОП-транзис­торов 3. Соответственно, формирование n⁺-областей стоков/истоков n-МОП-транзисторов 4 может осуществляться одновременно с формированием n⁺-стоп-слоев p-МОП-транзисторов 5.