30. Выпрямляющие контакты металл-п/п

Применение диодов на р-n переходах в быстродействующих ИС оказывается недостаточно эффективным из-за сравнительно большого времени их переключения и большой занимаемой площади. Во многих случаях предпочтение отдается диодам Шоттки. Диод Шоттки - это вы­прямляющий контакт металл - полупроводник. Такие приборы найти ши­рокое применение в качестве ограничительных элементов, препятствую­щих насыщению тока транзистора, и дискретных элементов логических и запоминающих матриц. Наиболее важным параметром диодов Шоттки при их использовании в схемах является падение напряжения на диоде при некотором определенном уровне прямого тока. Требуемое падение напряжения достигается изменением высоты барьера диода. Для этого подбирают тот или иной металл.

Основной недостаток диодов Шоттки заключается в том, что их электрические характеристики весьма чувствительны к состоянию границы раздела металл - полупроводник. Загрязнения, оксидные слои вызы­вают существенные изменения свойств диодов.

Для образования диодов Шоттки используют большой набор ме­таллов (Ni, Тi,W, Мо,Pt, Рd) и их силицидов. Алюминий также может служить для формирования диода Шоттки (высота барьера 0,7 эВ), но вос­производимость его параметров низкая. Наибольшей высотой барьера обладает силицид платины (0,84 эВ). Диоды с гораздо меньшими высо­тами барьера получают при использовании Ti (0,53 эВ) и W (0,59 эВ).

При использовании Аl в качестве основной разводки возникает про­блема стабилизации контакта металлизации к другим металлам и сили­цидам, так как Аl образует интерметаллические соединения. Так, при на­греве уже до -300 "С начинается взаимодействие Аl с РtSi и образуется интерметаллическое соединение РtАl2, в результате чего изменяются ха­рактеристики диода Шоттки. Для исключения этого вводятся диффузион­ные барьеры между Аl и диодом Шоттки. Чаще всего используется сплав W (90 %)-Ti (10 %). Титан вводится для улучшения адгезии барьерного слоя, так как чистый W обладает низкими адгезионными свойствами.

31. Барьерные слои, конденсаторы, резисторы, контактные площадки ис

Из чистых химически стойких металлов (Та, Rе) изготавливают металлопленочные резисторы. Использование в качестве пленочных ре­зисторов слоев из Сг, W, Мо позволяет получать сопротивление до 500 -600 Ω/□, но при этом такие резисторы обладают более высоким темпера­турным коэффициентом сопротивления, чем резисторы на основе Та и Re. Широко используются резистивные сплавы никеля и хрома (называемые нихромом), содержащие 80 % Ni и 20 % Сr. Резисторы на основе нихрома обладают высокими значениями электросопротивления, стабильностью свойств и совместимостью с планарной технологией.

Металлические слои используются для формирования обкладок конденсаторов. В качестве обкладок обычно используют Аl или Та. В пер­вом случае диэлектриком служит А1₂О₃, во втором - Та₂О₅.

Контактные площадки интегральной схемы - это металлизирован­ные участки на кристалле, служащие для присоединения внешних выво­дов и контроля электрических параметров. Их изготавливают обычно из А1 или Аи. Существенным преимуществом Аи является его коррозионная стойкость.

Для выполнения разводки в корпусе может применяться проволока из Аl или Аи диаметром 25 - 50 мкм.

При соединении проволокой из Аl может произойти ее разрушение непосредственно в месте контакта из-за пониженной механической прочности. Соединение золотой проволокой выполняется с меньшими за­труднениями благодаря ее высокой пластичности, однако при этом могут формироваться интерметаллические соединения (так называемая "пурпурная чума" – АuАl₂), ослабляющие контакт. Для предотвращения образования интерметаплических соединений следует сводить к мини­муму время, в течение которого Аu и Аl находятся в контакте при высокой температуре