22. Основные этапы технологического процесса изготовления биполярных интегральных схем.
При производстве различных ИМС в текущий момент используется планарная технология, обеспечивающая воспроизводимые параметры интегральных элементов и групповые методы их производства Локальные технологические обработки участков монокристалла кремния обеспечиваются благодаря применению свободных и контактных масок. В планарной технологии многократно повторяются однотипные операции для создания различных по структуре ИМС. Основными технологическими операциями при изготовлении ИМС являются: подготовка полупроводниковой подложки; окисление; фотолитография; диффузия; эпитаксия; ионное легирование, металлизация
Элементы
биполярных интегральных структур
создаются в едином технологическом
цикле на общей полупроводниковой
подложке. Каждый элемент схемы формируется
в отдельной изолированной области, а
соединения между элементами выполняются
путем металлизации на поверхности
пассивированной схемы. Изоляция между
элементами схемы осуществляется двумя
способами: обратносмещенными р - n
переходами и диэлектриком Изоляция
обратно смещенным переходом реализуется
следующими технологическими методами:
разделительной, коллекторной изолирующей
диффузией; базовой изолирующей
диффузией; методом трех фотошаблонов,
изоляцией n-
полостью.Для изоляции элементов ИМС
диэлектриком используют слой SiO2,
и Si3Н4,
ситалл, стекло, керамику, воздушный
зазор.
Кремниевые низкочастотные маломощные транзисторы изготавливаются чаще всего по эпита-ксиально- планарной технологии . Планарные транзисторы создают в подложке n-типа без эпитаксиального слоя . Германиевые транзисторы, обычно p-n-p-типа , изготавливаются по
сплавной технологии или диффузионно - сплавной технологии . Диффузионно- сплавные транзисторы в отличие от сплавных являются дрейфовыми и имеют значительно меньшую (1-2 мкм ) толщину базы. Низкочастотные транзисторы имеют достаточно большие емкости переходов (10-100 пФ) и время рассасывания ( около 1 мкс). Обратные токи кремниевых тран -зисторов не превышают 1 мкА , для германиевых – 100 мкА при To= 25C . Высокочастотные маломощные транзисторы имеют в основном кремниевые эпитаксиально- планарные и планарные структуры и отличаются меньшими площадями переходов, толщинами базы и коллектора , а также временем жизни неосновных носителей. Поэтому для них характерны большие граничные частоты, меньшие ёмкости переходов ( менее 10 пФ), время рассасывания ( доли микросекунды) и постоянные времени цепи обратной связи ( около 1 нс ).
Сверхвысокочастотные транзисторы имеют ряд важных структурных и конструктивных особенностей . Для повышения граничной частоты необходимо уменьшать время пролета носителей от эмиттерного перехода до коллекторного. С этой целью используются кремниевые n-p-n- структуры , у которых под -вижность электронов в 3 раза выше, чем подвижность дырок . Современные технологические методы позволяют получить реальную толщину базы 0,1-0,3 мкм . Для снижения ёмкости эмиттерного перехода уменьшают ширину полос-кового эмиттера ( менее 1 мкм ), однако при этом снижается и максимально до-пустимый ток транзистора. С целью уменьшения сопротивления базы rб применяют дополнительное
легирование пассивной области базы. Барьерные емкости переходов СВЧ - транзисторов очень малы ( десятые доли пикофарады), поэтому на предельную частоту влияют паразитные емкости и индуктивности выводов . Конструкции корпусов должны обеспечивать малые
значения этих параметров . Для этих целей используются корпуса транзисторов с плоскими выводами либо бескорпусные транзисторы.