TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Полупроводниковые интегральные микросхемы

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

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. 1 - Основные части микросхемы

Рис. 2 - Интегральный биполярный транзистор, изолированный электронно-дырочным переходом

Рис. 3 - Интегральный много-эмиттерный транзистор

Изготовление полупроводниковых микросхем осуществляют групповым методом, при котором на одной пластине 1 (рис. 3) одновременно создают большое число (до 300 - 500) одинаковых функциональных структур (наборов элементов и межсоединений). Одновременной обработке подвергается до 20 пластин. После выполнения всех операций по формированию элементов и межсоединений пластину разрезают на отдельные платы 2, называемые кристаллами. Каждый кристалл содержит одну функциональную структуру. Его закрепляют на основании корпуса 3, контактные площадки соединяют с выводами микросхемы с помощью тонких проводничков, затем на основание надевают крышку корпуса 4 и корпус герметизируют, чем обеспечивается защита кристалла от воздействий окружающей среды.

Рассмотрим теперь особенности устройства элементов полупроводниковых микросхем, которые обусловлены необходимостью изоляции элементов от тела кристалла, обладающего заметной электрической проводимостью. Изоляцию элементов осуществляют либо с помощью дополнительного электронно-дырочного перехода, находящегося под обратным напряжением, либо с помощью тонкого слоя диэлектрика, например двуокиси кремния. Первый способ более прост и дешев и поэтому наиболее распространен, но он не позволяет получить ток утечки на тело кристалла менее 10 нА и емкость элемента по отношению к телу кристалла менее 2пФ. Второй способ более сложен и дорог, но снижает ток утечки в тысячи раз, а емкость - в десятки раз.

Биполярные транзисторы. Структура транзистора, изолированного электронно-дырочным переходом, показана на рис. 1.4. Электрод коллектора К расположен в интегральных транзисторах на верхней поверхности кристалла, там же находятся электроды эмиттера Э и базы Б. Чтобы в этих условиях обеспечить низкоомный путь для коллекторного тока к электроду коллектора K, под n-областью коллектора создают скрытый слой n+, обладающий повышенной проводимостью. Изолирующий переход образуется вдоль линии, разделяющей «-область коллектора и «+-область его скрытого слоя от р+-областей и р-области тела кристалла.

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи

Реализация мостовой схемы подключения термодатчика
Реализовать мостовую схему подключения термодатчика. Определять напряжение на каждом элементе моста. При повышении температуры (порог задается программно) включается сигнализирующий красный светодиод. Частота регистрации температуры задается программно. Данные заносятся в *.log файл. Реализация ...

Все права защищены! 2020 - www.techshape.ru