Полупроводниковые имс.

Наибольшее распространение получили полупроводниковые ИС, у которых все эле­менты и межэлементные соединения выполнены в объеме и на по­верхности полупроводника.

Для изготовления полупроводниковых микросхем используют кремниевые монокристаллические пластины диаметром не менее 30 — 60 мм и толщиной 0,25 — 0,4 мм. Элементы микросхемы — бипо­лярные и полевые транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы — формируют в полупроводниковой пластине методами, известными из технологии дискретных полупроводниковых приборов (селективная диффузия, эпитаксия и др.). Межсоединения выполняют напы­лением узких проводящих дорожек алюминия на окисленную (т. е. электрически изолированную) поверхность кремния, имеющую окна в пленке окисла в тех местах, где должен осуществляться контакт дорожек с кремнием (в области эмиттера, базы, коллектора тран­зистора и т. д.). Для соединения элементов микросхемы с ее выво­дами на проводящих дорожках создаются расширенные участки —контактные площадки. Методом напыления иногда изготавливают также резисторы и конденсаторы.

Рис. 5. Основные части микросхемы

Биполярные транзисторы типа п-р-п являются основными схемными элемен­тами полупроводниковых ИМС. Наибольшее распространение получили тран­зисторы, имеющие вертикальную структуру, в которой все выводы от областей транзистора расположены в одной плоскости на поверхности подложки (рис. 6). Такая структура называется планарной. Структура состоит из эмиттерной (1), базовой (2) и коллекторной (3) областей. Под коллекторной областью располо­жен скрытый п⁺-слой (4). От внешних воздействий структура защищена оксидным слоем Si0₂ (5), в котором имеются окна (6) для присоединения металлических выводов (7) к соответствующим областям структуры.

Р ис.6.

В полупроводниковых ИМС пассивные элементы обычно формируются на основе типовой структуры вертикального транзистора типа n-p-n.

В качестве резисторов используют объемные сопротивления эмиттерной, базовой или коллекторной областей транзистора.

В некоторых полупроводниковых ИМС применяют тонкопленочные резисторы, напыляемые на поверхность диоксида кремния.

В полупроводниковых ИМС используется два типа конденсаторов: конденсаторы на основе обратно смещенных p-n переходов (диффузионные конденсаторы) и конденсаторы со структурой металл-диэлектрик-подложка (МДП-конденсаторы).

Задание по работе.

При подготовке к работе:

1. Самостоятельно изучить классификацию и систему условных обозначений ИМС.

2. Ознакомиться с конструктивным оформлением ИМС.

3. Изучить конструкцию основных элементов полупроводниковых и гибридных микросхем.

4. Изучить материалы, используемые для изготовления элементов ИМС.

Во время занятия:

1. Определить и расшифровать типы заданных ИМС.

Содержание отчета.

В отчете указать цель работы, привести расшифровку цифробуквенного обозначения типов ИМС, типов корпусов ИМС. Сделать выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. По каким признакам классифицируют интегральные микросхемы?

2. Как конструктивно выполнен пленочный резистор, какие резистивные материалы для этого используются?

3. Как конструктивно выполнен пленочный конденсатор, какие материалы используются для изготовления обкладок, в качестве диэлектрика?

4. Какие материалы используются для изготовления пленочных проводников и контактных площадок?

5. Какую конструкцию имеют активные элементы ГИМС?

6. Какие типы корпусов ИМС вы знаете, какие материалы используются для изготовления корпусов ИМС?

7. Что обозначают следующие записи: К155ЛА3, КР1401УД2Б, К176ИЕ2, К140УД2А, К142ЕН1, КС531ЛА1?