Основы микроэлектроники

1.2 Конструктивно-технологические типы ИМС

Конструктивно-технологическая классификация микросхем учитывает способы изготовления и получаемую при этом структуру.

По конструктивно-технологическим признакам различают полупроводниковые и гибридные

микросхемы.

442

Основы микроэлектроники

В полупроводниковой микросхеме все элементы

и междуэлементные соединения выполнены в

объеме и на поверхности полупроводника. Структура, содержащая элементы, межэлементные соединения и контактные площадки, называется кристаллом интегральной микросхемы.

443

Конструктивно-технологические типы ИМС

Основным полупроводниковым материалом МС в настоящее время является кремний. Важное конструктивно-технологическое преимущество кремния связано со свойствами слоев диоксида кремния, получаемых на его поверхности при окислении (двуокись кремния SiO2).

445

Конструктивно-технологические типы ИМС

Эти слои используют в качестве масок при локальном легировании кремния примесями, для изготовления элементов, в качестве подзатворного диэлектрика МДП-транзистора, а также для защиты поверхности кристалла от влияния окружающей среды и др.

446

Конструктивно-технологические типы микросхем

Достаточно большая ширина запрещенной зоны кремния обуславливает малые обратные токи p-n-переходов, что позволяет создавать микросхемы, работающие при повышенных температурах до 125 оС.

В некоторых микросхемах слой кремния, в котором формируются элементы, выращивают на диэлектрической подложке, в частности из сапфира ( структура типа «кремний на сапфире»). Она обеспечивает повышенную радиационную стойкость.

447

Конструктивно-технологические типы микросхем

Разновидностью полупроводниковых являются совмещенные микросхемы, в которых транзисторы размещаются в активном слое кремния, а пленочные резисторы и диоды, как и проводники, - на слое двуокиси кремния.

448

Конструктивно-технологические типы микросхем

449

Конструктивно-технологические типы микросхем

Основным активным элементом биполярных микросхем являются транзисторы типа n-p-n. Кроме того используются диоды на основе p-n переходов и переходов металл-полупроводник (диоды Шотки), полупроводниковые резисторы, пленочные резисторы, изготовляемые в поликристаллическом слое кремния.

450

Конструктивно-технологические типы микросхем

Основным элементом МДП-микросхем являются МДП-транзисторы с каналом n-типа. Площадь этих транзисторов на кристалле значительно меньше, чем биполярных, поэтому для микросхем на n-канальных МДП- транзисторах достигается самая высокая степень интеграции. Но они уступают биполярным структурам по быстродействию.

450