Разделы сайта

Технологические процессы производства ППИС

В настоящее время в производстве полупроводниковых приборов, интегральных микросхем на биполярных транзисторах и микросхем на МДП-транзисторах господствующее положение занимает планарная технология. Существует более сотни различных ее модификаций. Движущей силой разработок новых вариантов планарной технологии явилась необходимость повышения: плотности размещения полупроводниковых приборов на кристалле; быстродействия микросхем; точности обработки материалов, качества и надежности микросхем и снижения их себестоимости. Совокупность технологических операций любого варианта планарной технологии направлена на: формирование полупроводниковой структуры, содержащей необходимые p-n переходы; изоляцию элементов друг от друга (для интегральных микросхем на биполярных транзисторах); формирование межэлементных и внешних электрических связей; осуществление защиты полупроводникового прибора и интегральной микросхемы от внешних воздействий.

Первые микросхемы начала 60-х годов содержали всего 6 .8 транзисторов, диодов и резисторов, которых хватало для выполнения микросхемой простой логической функции. Для реализации сложных функциональных блоков ЭВМ (процессор) требуется несколько сотен таких микросхем. Первые микросхемы выполнялись на кремниевых кристаллах площадью в несколько квадратных миллиметров, и минимальные геометрические размеры элементов топологии не превышали 20 мкм.

За прошедшие годы полупроводниковая технология шагнула далеко вперед. Площадь кристалла увеличилась более чем в 10 раз. К середине 1970 г. минимальный проектный геометрический размер элементов микросхем уменьшился до 10 мкм, в конце 70-х годов обычным для производства микросхем стал размер 4 мкм, сейчас получены экспериментальные образцы микросхем с минимальным размером 1,5 мкм и даже 1 мкм.

Сегодняшняя полупроводниковая технология позволяет создавать на одном кристалле 10 . 10 соединенных между собой элементов - это высшая из достигнутых степеней интеграции элементов в одном монолитном кусочке материала.

В настоящее время достижения технологии представляют собой всего лишь основу для дальнейшего роста быстродействия, степени интеграции микросхем (как минимум еще на порядок) и перехода на субмикронные минимальные геометрические размеры элементов (соизмеримые с размерами некоторых бактерий и молекул ДНК) [7].

Большая часть задач, возникающих при разработке интегральных схем, в какой-то мере включает выбор компромиссного решения с учетом ряда противоречивых требований.

Поскольку все элементы одной ИС формируются в одном ПП кристалле, важной задачей является обеспечение между ними надёжной изоляции.

Наиболее простой является изоляция р-n переходом (диодная изоляция). В этом случае в кристаллической подложке из кремния с проводимостью р-типа, создают n-области («карманы»), в которых в дальнейшем формируют необходимые пассивные или активные элементы. Электрический переход между «карманом» и подложкой поддерживается в работающей ИС под обратным напряжением (на подложку подаётся отрицательное напряжение в несколько В). Переход в этом случае имеет очень высокое сопротивление (несколько МОм), играя роль изоляции.

Второй вид изоляции также предполагает наличие «карманов» для последующего формирования в них нужных элементов, но в этом случае между «карманом» и подложкой наносится тонкий диэлектрический слой SiO. Используют также и комбинированную изоляцию р-n переходом и диэлектриком (Изопланар I и Изопланар II).

В данной работе рассмотрены ППИС с изоляцией р-n переходом, которые лучше других схем удовлетворяют требованиям массового производства при условии, что допустимы свойственные им разброс и температурная нестабильность параметров пассивных элементов и паразитные элементы (например, ИС для бытовой аппаратуры).

Последовательность операций планарно-эпитаксиальной технологии производства биполярных полупроводниковых ИМС с изоляцией элементов p-n переходами приведена на рис. 2 [2, с.116].

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Самое читаемое:

Разработка микроконтроллерного устройства стабилизации температуры
Эффективная организация контроля информации приобретает всё большее практическое значение, прежде всего как условие успешной практической деятельности людей. Объем информации, необходимой для нормального функционирования современного общества, растёт из года в год. На сегодняшний день складывается ситуация, в которой наряду с самой ...