Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Решение Для коллекторного перехода, в котором будет изготовлен конденсатор, примем г)э=2,4 мкм; С,= 220 пФГмм'; <Гмм40 В. Площадь перехода бг= С < С,=. 0,25 мм . С погрешностью ме><ее 5% величина Б„= ь~г. Отсюда Ьг = 500 мкм. ~4.4ДРасчет МОП-конденсатора Р читать удельную емкость С ; отношение С,',„„,!С,гг; пороговое напряжение <,ьы напряжение пробоя </и, МДП-конденсатора, структура которого приведена на рис. 4.8. решение Примем, что диэлектриком является 810и толщина которого ф= 1О см и диэлектриче-г с"ой проницаемостью ел= 3,9.
Поверхностную концентрацию донорной примеси Ьгнг "Рацем равной 1О'" см ', контактная площадка выполнена из А1, кристаллографическая ориентация кремния с111м. Считая, что г<„мало, положим гягг = Мзгг —. сопя<. ' соотношения для области пространственного заряда толщиной ,к.„„(,'~„ "меем Саг = 345 пФ<мм'. уде, дельная емкость, определяемая диэлектриком Сггл = вг!са Г г)гг И ем мкость идеального конденсатора определяется как Се ° =- елея)И< + <ел < е)А.. ) Ол едовательно, С; я.
ГС, =~1.,~„„,.. л4"л 4 Часть !I. Микроэлектроника ЗОО щирина слоя пространственного заряда достигает максимального значения где (л',1 Лфг = — сэ,)п Тогда Лйзь =-0,53 В; г(гпмз=- 1,?х10 см, С',„,„?С„! = 0,96. Отсюда рм= 4,3 В гр„,, = йэ„— зр„, — — ' — Лйз, — — — 0,08 В, Ф~ где Фл я = 4,35. Тогда длЯ оРиентацни кРемниа <111> плотность заРЯда повеРхностных состояний равна (О„, (г()х 10 см 5,0 и (?с - -58 В (прн Д„, = 5х10"г)) (йе = Ечг(д-- 60 В при У„,~ > 10' см конденсатор обладает высокой стабильностью (Со„„„) С„= 0,96).
Контрольные вопросы 1. Что такое элементы и компонсгпэл интегральных схем'? 2. Какис мезоды изоляции транзисторных структур вы знаете? 3. Расскажите о метоле изоляции типа КИС. 4. Каковы функции диодов в интегральных схемах. 5. Какие схемы диодного вкшочсния транзистора вы знаем? 6. Данае определение интегрального резистора. ?. Как связано сопротивление резисзора с коэффициентом формы? 8. Чзо такое диффузионный резистор? 9. Что такое линч-резистор? 10. Как устроен интегральный резистор МОП-структуры? 11. Дай~с определение интегральному к<яшенсатору.
12. Как рассчитать емкость интегрального коиденсаторач !3. Дайге определение добротности интеграяьного кондснсатора. Рекомендуемая литература Лвасв П Л., Наумов КЕ Е.. Фролкин В. Т. Основы микроэлектроники: учебное ~зособис лля ля вузов, — Мз Радио н азязь. !991. , учеб. 2. березин Л. С., Мочалкипл О. Р. Технология и конструирование интегральных микросхем; у нос пособие лля вузов под ред И. П Степаненко. — Мл Радио и связь, 1983. ~вские 3.
Ефимов И. Е., Козырь И. я., Горбунов 1О. я, Микроэлектроника. Физические и зелнолопзче основы, иалежностэп Учебное пособие. — 2-е нзд. — - М: Высшая школа, 1986. учеб Колсдов Я. Л. Гехнология и конструкции ыикросхем,микропроцсссоров н мнкросборок. ник для вузов. — М: Радио и связь, 1989. Ча. 5.
Степаненко И. П Основы мик!нюлектроники: Учебное пособие лля вузов. — 2-е изл. — - """ боратория базовых зна~шй, 2000. б. Технология производства интегральных схем ~.1. Технологические процессы изготовления ИС Производство кремниевых интегральных схем базируется на технологических процессах формирования в кристалле кремния большого количества транзисторных структур, со- единенных в схемы с заданными функциями. и настоящее время значительный интерес представляют процессы производства моно- литных полупроводниковых схем, каь на кремнии, так и на арсениде галлия. Производст- во интегральных схем состоит из более чем несколько сотен отдельных или повторяю- щихся технологических процессов и операций, являющихся предметом ноу-хау, которые защищены патентами. Этапы технологических процессов производства интегральных схем условно можно раз- делить на четыре группы: Ы процессы первичной обработки материалов, результатом которых являются отполированные кремниевые пластины; 0 процессы формирования топологии интегральных схем, в результате которых формируются физические и геометрические параметры активных и пассивных элементов заданной схемы заданного функционального назначения; процессы локального изменения физических свойогв подложки, в результате которых формируются технологические и топологнческие параметры элементов заданной схемы заданного функционального назначения; О сборка микроэлектронных устройств и процессы межоперационного контроля.
и Результате всех этих процессов кремниевая пластина трансформируется во множество отдельных интегральных схем, каждая из которых содержит миллионы транзисторных структур. Кюкдая интегральная схема выполняет отдельную функцию или набор функ- ций. Каждый этап технологического процесса основывается на ключевых физических или хи- "ических явлениях, имеющих целью локально преобразовать полупроводниковую стРук- "уРу зак, чтобы выполнялась заданная целевая функция, связанная с процессами обработ- ки, н или хранения информации. К а Р~~ко рассмотрим основные технологические операции и процессы, связанные с наибо- лее ее широко применяемой кремниевой технологией.
4 с Роения-галлневая и кремний-германиевая технологии используют в основном процессы, "о о Рошо разработанные в кремниевой тех~ юлопиь ~ Процессы первичной обработки материалов гзсн аРов овным материалом для изготовления интегральных схем служит кремний — полуР"ледниковый материал серого цвета, один из наиболее Распрос~раненных в природе мнческих элементов. Часть й. Микрозлектроник 302 Свойства кремния приведены в табл. 5Н. Таблица 5.1 Кремний, как материал микроэлектроники, на сегодняшнийз день является основным в обозримом будущем не будет вытеснен по следующим причинам: ьз уникальное сочетание ширины запрещенной зоны и других электронных свойств; ьз стабильность и диэлектрические свойства окисла; ьз технологичность в различных физико-химических процессах; О большие природные запасы. мнив Первым этапом в изготовлении кремниевой пластины является очистка сырого крови ст примесей.
Обычно используется зониая клавка — метод перекрисгаллизации материалов поср . елсз' ,я по вом создания в образце небольшого расплавленного участка — - зоны ее перемещения всему образцу. На рис. 5Н приведена схема зонной очистки кремния. а то- В установках зонной очистки широко применяется индукционный на~рея материал~ тся ками высокой частозы, В процессе плавки либо образец, либо нагреватель перемсшаиэ 5 Технология производстве интегральных схем скоростью 0,1 — 1О мм!мин, Зонная очистка позволяет получить чистые материалы со -э~ сс одержанием примесей 1Π— 10 %.
Рне. 6Л. установка венной ечистяи кремния На втором этапе производится выращивание монокрнсталла кремния. Слиток выращивается на основе монокристалла — затравки, помещенной на торце держателя. Кристалл-затравка помещается в расплав кремния и медленно вращаясь перемещается вверх. Расплавление и последующее охлаждение расплава кремния стимулирует рост монокрнсталла в соответствии со структурой затравки кристалла. Диаметр цилиндрического слитка кремния, получаемый в процессе роста по методу Чохраяьского, достигает 120, 150, 200 мм. Длина слитков зависит от непрерывности подачи ~входного материала в вакууме и может достигать метровой длины н более (рис.
5.2). Дэя получения высококачественных слитков используются автоматизированные системы, "озволюощие задать оптимальную скорость вытягивания кристалла. Слитки шлифуются лля получения плоской грани параллельной оси кристалла. Эта Грань используется в качестве базовой на протяжении всего процесса изготовления интегральных схем при сов"ещеннн изображений и проаедения электрических и оптических измерений.
Сле "едующим этапом технологического процесса является разрезание слитка. С помощью алм мазиых дисков, вращающихся с большими скоростями, слиток расчленяется на отдельные пластины толщиной 0,5 — 1,О мм. Поверхность подложки чаще всего ориентируют ~доль доль крисгаллографической плоскости ~111). Отклонение плоскости пластины от кристалл азлографических плоскостей должно быть в пределах 20 секунд На с ~ледующем этапе механической обработки пластины полируют пастами различных Массо, 005 и, ов В итоге шероховатость поверхности кремниевых пластин составляет 0,5— мкм, что соответствует высшему 14 классу.
"одго 'Чина нарушенного абразивной обработкой слоя может достигать значения 1 мкм. Для крем д"отсеки пластин высокою класса поверхности используется химическое траалеиие Мниа. С его помощью можно получить поверхность оптической чистоты. Одновре- Часть )),(р)икроэлекгроник 304 мснно с этим также удаляется нарушенный слой, оставшийся после механической обра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
