Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 15
Текст из файла (страница 15)
7, Третья операция фотолитографии: вытравлвваются окна в оксидном слое для эмиттерных и базовых контактов. 8, Нанесение металлизации: на лицевую поверхность пластин осаждается пленка алюминия толщиной О,б — 1,0 мкм. б1аа В б х„1„! б тгнй ! л77ей !съ -з ° 1си рис. 2.7.
Планарнмй впнтанснальный прл.трананстор с двойной диффуаиейг а — поперечное сечение; о — профиль распределения примеси. О. Четвертая операция фотолитографии получение рисунка металлизации для эмиттерных и базовых контактов, 1О, Вжигание или вплавление контактов; проводится термообРаботка при температуре 500 — бООсС для вжигания или вплавления металлизации. 11.
Нанесение металлизации на тыльную сторону пластиныг на тыльную сторону пластины осаждается тонкая пленка золота. во Глава 2 2,5. Разделение пластин на кристаллы и присоединение кристалла к основанию После завершения технологического цикла готовые пластины, содержащие структуры диодов, транзисторов или ИС, разде. ляются на отдельные кристаллы. Эта операция выполняется с помощью так называемого скрайбирования (надрезаиия) пластин и их последующего разламывания. Для скрайбярования служат либо алмазный резец, либо лазерный луч высокой интенсивности, либо высокоскоростная циркулярная пила.
Канавки, прорезаемые на поверхности пластины алмазным резцом, очень мелкие, при лазерном скрайбировании они несколько глубже, а пила надрезает пластину более чем на половину ее толщины. В результате скраибирования на поверхности пластины создастся ортогональная сетка канавок, проходящих по поверхности кремния, пе закрытой окислом или металлом, Канавки ориентированы вдоль определенных крнсталлографических направлений, что облегчает разламывание и позволяет получать гладкую поверхность скола. Для разделения пластин на кристаллы широко применяется такой метод, как разрезание пластины насквозь с помощью пилы.
Пластина предварительно крепится на покрытой адгезивом ленте, так что после резки кристаллы остаются на ленте в виде матрицы и в таком виде передаются на последующие операции. Затем кристаллы крепятся к металлическим нли керамическим основаниям. Металлические основания обычно выполнены из ковара и имеют золотое покрытие. Ковар — это сплав железо— никель — кобальт, который хорошо согласуется с кремнием по температурному коэффициенту расширения. Основания с помещенными на них кристаллами нагреваются до температуры 400— 420'С в атмосфере инертного газа (1>)., или смесь 90 9>а К, и 10 94 Н,). При этом кристаллы присоединяются к основан»ям благодаря образованяю сплава золото — кремний, который обеспечивает механическую прочность и малое электрическое сопротивление контакта. Этот контакт служит выводом коллектора транзистора, катода р'п)п'-диода и подложки ИС.
2.5.1. Присоединение выводов и герметизация. Затем металлизованные контактные участки, или контактные площадки кристалла, соединяются о соответствующими выводами или контактными выступами основания тонкими золотыми проволочками диаметром 20 — 40 мкм. Иногда применяется также алюминиевая проволока, особенно в случае сильноточных приборов, когда могут использоваться выводы большего диаметра илн в виде ленты. После этого производится сборка в металлический, керамический или пластмассовый корпус. Пластмассовый корпуа самый з1 Интегральные схемы дешевый, зато металлический и керамический корпуса обеспечивают герметичность и допускают более высокие рабочие температуры.
2.6. Технологический цикл изготовлении полевого транзистора с рте-переходом На рис. 2.8, а показана структура п-канального полевого транзистора с рп-переходом. Каналом в этом приборе служит часть эпитаксиального п-слоя, находящаяся между диффузион- йатйол Ганн п.канал ПИпооеона р-типа ек ,уатооо Подлозегна и-типа Ф' Рис. 2.8. Структуры полевых транзисторов с рп-переходом: и — и-канальный зпитаксиальный транзистор; о — р-канальный транзистор с двойной диффузней. ным р'-слоем (затвором) и подложкой р-типа, Ниже приводится последовательность технологических операций для данного прибора, которая практически совпадает с технологическим циклом для описанного выше транзистора с двойной диффузней. 1, Исходный материал.
эпитаксиальные пластины п/Р-типа. 2. Окисление. 3. Первая операция фотолитографии; окна для Р'-диффузии затвора, 82 Гаага 2 4. Диффузия бора: получение р+-области затвора. 5. Вторая операция фотолитографии: окна для л+-диффузии истока н стока, 6. Диффузия фосфора: получение и'-областей истока и стока, 7. Третья операция фотолитографии контактные окна. 8. Нанесение металлизацин. 9.
Четвертая операция фотолитографии: рисунок контактной металлизации для истока, стока и затвора. !О. Вжигание или вплавление контактов. !1. Нанесение металлизацни на тыльную сторону пластины. На рнс. 2.8, б показан р-канальный полевой транзистор рппереходом, полученный с помощью двойной диффузии. В этом приборе каналом служит диффузионная р-область, находящаяся между диффузионным а'-слоем и подложкой а-тнпа. Такой прибор аналогичен по своей структуре арп-транзистору, полученному с помощью двойной диффузии: канал р-типа соответствует базовой р-области биполярного транзистора, а последовательность технологических операций для этих двух приборов практически одна и та же.
2.б.!. МЕЛ-транзистор. На рис, 2.9 схематически показан полевой транзистор со структурой металл — полупроводник Длина гитболи Гнгк~ а ! баоабо» ирннолегиеобинно,е Обебненнин ииоанно!олеггн„об,ннг,й области л-тина облиота канал Лаблажна ие лолуиоолидуюсцего йайз Г г0 0н Гн) Ряс.
2ис а!Е!1-траяаастор яа арсенала гааляя. (МВП-транзистор) на основе арсеннда галлия Йайз. Этот прибор действует по тому же принципу, что и полевой транзистор с рлпереходом, только вместо пл-перехода здесь в качестве затвора используется барьер Шотки. Изменяя ширину обедненной области, образующерюя вблизи барьера Шот кн, можно влиять на эффективную высоту проводящего канала и, следовательно, управлять величиной тока сток — исток. С ростом напряжения аатвора ширина обедненной области возрастает, следовательно, затвор, как и в МОП-транзисторе, играет роль управляющего Инелегральные гхелы электрода. Прп отрицательном смещении на затворе ток через него очень мал. баАз и-тяпа значительно превосходит кремний по подвижности электронов: в баАз подвижность электронов составляет 3500 смт7В с, а в слаболегированном кремнии — 1400 см'~В .с.
Столь высокая подвижность электронов в сочетании с очень малой длиной канала (- ! мкм) обеспечивает очень малые времена переноса электронов в канале и, следовательно, позволяет создавать приборы с очень высоким быстродействием, способные работать на частотах порядка нескольких гигагерц. 2.7. Технологический цикл изготовления МОП-транзистора На рис. 2.10, л показано поперечное сечение простого л-канального ЫОП-транзистора с алюминиевым затвором. Ниже приводится последовательность технологических операций для производства этого прибора.
Млтан дипгда Гиак Тиопци писнапуаиаии 7аннии паУзаптдаппе1и аниаап( РГ-~Х нн) аннт да-ФГЮ Пидлижаи д-вил днинлканаиа1 рпюЬ иис. 2.10, мОп«~равапстор с л-каналом: и — перспективный впкп мппвречмма сеченвем; б — вид сверху. Глава в' 1. Исходный материал: кремний р-типа с удельным сопротн. влением 10 Ом сы. 2. Окисление: термическое выращивание окисла толщннон 1000 нм. 3. Первая операция фотолитографии: окна в окисле для диф. фузии истока и стока.
4, Диффузия фосфора: п+-диффузия для получения областеи истока и стока, 5. Вторая операция фотолитографии: удаление окисла, лежа. щего пад областью канала, между истоком н стоком. Тслслгый масиируюагии Иппси 3атсрр алтая риисел, 5и-гсаслм 1ониий лрраллврррлый риисел, Жу1Г 'и Поблажка ав иреввнал лвлнала Рнс.
23 Н МОП-транзнсторы о р.каналом н ИС. б. Окисление: выращивание очень тонкого оксндного слоя поверх области канала. Этот подзатворный окисел обычно имеет толщину 30 — 80 нм (рис. 2,11) и выращивается в очень зщательно контролируемых условиях, чтобы свести к минимуму его загрязнение примесями, в частности щелочными ионами (Ха', К+ и др.). 7. Третья операция фотолитографии: контактные окна. 8.
Нанесение металлизации: тонкая пленка алюминия. 9. Четвертая операция фотолитографии: рисунок электрода затвора и контактной металлизации истока и стока. !О. Вжигание контактов. !1. Нанесение металлизации на тыльную сторону пластины. 2,7./. МОП-транзассаар с самасавмеа(енным заангарам: решение проблемы емкасвпи перекрытия.
Чтобы произошло отпирание 3!ОП-транзистора, на всем расстоянии между областями истока и стока должен быть сформирован проводящий канал в виде поверхностного инверсионного слоя. Таким образом, электрод затвора должен перекрывать всю область между истоком и стоком. Для компенсации возможных ошибок совмещения с шаблоном при фотолитографии длина затвора выбирается таким образом, чтобы его края немного перекрывали края областей истока и стока. Такое перекрытие зачастую составляет около 5 мкм. В Результате создается небольшая емкость перекрытия между ватно ром и истоком Сн„и между затвором и стоком Сев.
Эти емкости обычно составляют 1 — 3 пФ. Особый интерес представляет ем- 85 Лнпигриханыг схемы кость затвор — сток, так как она является емкостью обратной связи между выходом (стоком) н входом (затвором) и ее влияние иа входную емкость МОП-транзистора увеличивается благодаря эффекту Миллера. На рис. 2.12 показана структура МОП-транзистора с «самосовмещенным» затвором.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
