56. Фотолитография. Металлизация.

При изготовлении полупроводниковых приборов и ИС можно использовать метод фотолитографии.

На кремниевом кристалле типа p с тщательно отшлифованной поверхностью создается тонкий слой SiO2 и на него наносится слой фоторезиста. Фоторезист - вещество, к-ое под действием облучения становится кислостойким. Затем на фоторезист воздействуют ультрафиолетовыми лучами через фотошаблон (фотопластинка с соответствующим рисунком, состоящим из прозрачных и непрозрачных участков). Такой фотошаблон получается путем фотографирования с чертежа, выполненного на бумаге. Облученные участки фоторезиста становятся кислостойкими. Далее кислотой вытравливают слои на необлученных участках. На этих участках образуется «окно», через которое осуществляется диффузия донорных атомов из нагретого тела. В результате создается n-область, внутри n-области p-область и т.д.

57. Гибридные микросхемы. Принцип построения. Технологические приемы реализации. Применение.

Гибридная микросхема (ГМ) выполняется на диэлектрической пластинке (керамика, органическое стекло, текстолит). Элементы выполняются по пленочной и полупроводниковой технологии, поэтому такие микросхемы называются гибридными. Активные элементы (диоды, транзисторы) выполняются по обыкновенной полупроводниковой технологии, при помощи таких процессов, как диффузия, фотолитография, окисление. Эти элементы разрезаются отдельно, покрываются лаком, и присоединяются к остальной части схемы при помощи сварных соединений. Пассивные элементы (R, L, C) выполняются в виде тонких пленок из вольфрама, тантала, сплава МЛТ. Обкладки конденсаторов выполняются из таких же материалов, а диэлектрическая прокладка наносится ч/з трафарет из диэлектрической пасты. Такой метод нанесения элементов в виде тонких пленок ч/з трафарет, называется пленочной технологией.

Достоинства ГМ:

1. возможность выбора элемента с разными параметрами.

2. хорошая электроизоляция элемента.

Недостатки:

1. большие размеры, вес, стоимость.

2. больше сварных соединений, а значит меньше надежность.

3. меньше степень интеграции.

Широкое распространение получили гибридные ИС, в которых пассивные эл-ты – пленочные, а активные (диоды, транзисторы) – навесные. Навесными эл-тами называют миниатюрные, обычно бескорпусные диоды и транзисторы, представляющие собой самостоятельные эл-ты, к-е приклеиваются в соответствующих местах к подложке и соединяются тонкими проводничками с пленочными эл-тами схемы. Гибридная ИС, состоящая из конденсатора, транзистора и резистора, показана, может быть например частью усилительного каскада. Проводники от транзистора или от других навесных элементов присоединяются к соответствующим точкам схемы чаще всего методом термокомпрессии (провод при высокой температуре прижимается под большим давлением).

Разновидность гибридных БИС – микросборки. Обычно в их составе различные эл-ты, компоненты и интегральные схемы. Особенность микросборок состоит в том, что они являются изделиями частного применения, т.е. изготавливаются для конкретного типа аппаратуры. Иногда микросборками также называют наборы нескольких активных или пассивных эл-тов, находящихся в одном корпусе и имеющих самостоятельные выводы. Иначе эти наборы еще называют матрицами.

Технологические процессы, используемые при изготовлении полупроводниковых приборов и ИС. Термическое окисление. Диффузия.

Интегральные микросхемы могут быть изготовлены либо по биполярной технологии, т.е. на основе структур биполярных транзисторов, либо по МДП-технологии, основанной на МДП-структурах. Сравнение показывает, что МДП-технология проще и дешевле. Для создания МДП-схем требуется значительно меньше технологических операций. Схемы на МДП-структурах превосходят схемы на биполярных структурах по плотности упаковки, степени интеграции, потребляемой мощности (ниже), входному сопротивлению (выше), но уступают по быстродействию. Для быстродействия МДП-схем снижают паразитные емкости, применяют каналы n-типа с примесями, способствующими увеличению подвижности носителей. Иногда применяют комбинированную технологию, в которой сочетаются биполярные и МДП-сруктуры.

Диффузия – это явление, происходящее в результате неравновесного распределения концентрации носителей заряда при отсутствии градиента температуры, т.е движение носителей заряда под действием градиента концентрации