Основные конструктивные элементы биполярных и моп- транзисторов ис.

Можно констатировать, что основные конструктивные элементы биполярных и МОП - транзисторных структур в составе современных КМОП и БиКМОП УБИС не претерпели существенного изменения. При построении биполярных транзисторных узлов по - прежнему используется планарно- эпитаксиальная структура, включающая такие конструктивные элементы, как высокоомная кремниевая подложка, эпитаксиальный высокоомный слой, высоколегированный скрытый слой п-типа проводимости, эмиттерная, базовая области, высоколегированная область коллекторного контакта, элементы изоляции транзисторов, пассивирующий слой двуокиси кремния. Однако следует отметить, что, тем не менее, претерпели изменение конструкции как эмиттерных, так и базовых областей. В частности, в связи с масштабным уменьшением латеральных размеров транзисторов существенно уменьшены глубины залегания как эмиттерных, так и базовых областей. Базовая область в большинстве случаев организуется с использованием ряда участков с разным уровнем легирования и разной глубиной залегания, что позволяет достичь улучшения ряда характеристик транзисторов, в частности значительного повышения коэффициента усиления. Значительно усовершенствовались и элементы изоляции, в частности наиболее употребимой становится щелевая изоляция, представляющая собой углубления, комфорно покрытые тонким слоем двуокиси кремния и заполненные нелегированным поликристаллическим кремнием. Более детально сведения о конструктивных вариантах базовых и эмиттерных областей биполярного транзистора будут изложены ниже в разделе, посвященном анализу конструктивных вариантов легированных областей активных элементов ИС и технологическим особенностям их создания. Более серьезные изменения за последнее время претерпели конструктивные варианты исполнения КМОП - транзисторных структур. В первую очередь это было вызвано необходимостью преодоления проблем, связанных с короткоканальными эффектами. В значительной степени разработка новых конструктивных вариантов КМОП – структур обусловлена также и решением обострившейся проблемы паразитного тиристорного эффекта. Современные конструктивные варианты КМОП- структур включают наряду с используемыми и ранее элементами: кремниевой подложкой, исток, стоковыми областями, высоколегированными кремниевыми или диэлектрическими разделительными областями, пассивирующими слоями диэлектрика, слоями подзатворного диэлектрика, затворными электродами, новые элементы: эпитаксиальные слои п- и р-типа проводимости, скрытые высоколегированные слои п- и р-типа проводимости. При этом исток, стоковые области имеют существенно меньшую глубину залегания и организуются в большинстве случаев с использованием ряда участков с различным уровнем легирования и различной глубиной залегания. В качестве материалов затворов используют высоколегированный поликристаллический кремний как п-, так и р-типа проводимости. Как было уже ранее изложено в материале лекций 1-2, подзатворный диэлектрик имеет сверхмалую толщину и может выполняться из иного, чем двуокись кремния, материала. Т.е. по сложности исполнения КМОП- элементы вплотную приблизились к биполярным элементам. В этом смысле сложность создания БиКМОП элементов не значительно превосходит, характерную для современных КМОП- транзисторных структур, и не является сдерживающим фактором для развития УБИС на основе БиКМОП элементного базиса. Более детально сведения о конструктивных вариантах исполнения исток, стоковых областей и высоколегированных поликремниевых слоев КМОП структур, как и для биполярных структур, будут изложены ниже в разделе, посвященном анализу конструктивных вариантов легированных областей активных элементов ИС и технологическим особенностям их создания. Как биполярные, так и КМОП структуры электрически соединяются друг с другом в составе ИС с использованием системы многоуровневой разводки, содержащей: контактные элементы (омические и выпрямляющие контактные узлы к монокристаллическому кремнию, омические контактные узлы соединения проводников с поликристаллическим кремнием, контактные узлы соединений проводников разных уровней, контактные области соединения проводников верхнего уровня с внешними выводами), проводящие слои межсоединений, слои межслойного диэлектрика, слой пассивации. Детальные сведения о конструктивных вариантах указанных элементов и технологических особенностях их исполнения будут изложены ниже в разделе, посвященном анализу конструктивных вариантов многоуровневой металлизации и технологическим особенностям их реализации.