|
| |
|
Главная Журналы Шли.фовка, и. полировка Г- 1 Снятие окисла Снятие окисла Окисление Фотогравировка Диффузия скрытого п-у-слоя /7-1- Зпитаксия /7- слоя Окисление ФотограВировка и травление канавок /7+ Р  Реактивное окисление Наращивание Сош-лифоВка поликристалла поликристалла и окисление  Фотогравировка, Окисление Наращивание ФотограВировка базовая диффузия нитрида окна под + + кремния эмиттер  дмиттериал Снятие окисла Напыление Фотогравировкй- диффузия и. ФотограВировка алюминия по алюминию окон под контакты Рис. 3.5. Последовательность технологических операций при «полиплан аре». зитные емкости уменьшаются примерно на порядок, значительно .,. уменьшаются токи утечки и отсутствуют многие паразитные актив- ные структуры. Однако технологический процесс изготовления инте-, 76 тральных микросхем, в которых элементы изолируются с помощью слоя диэлектрика, значительно сложнее планарного, а степень интеграции элементов получается сравнительно невысокой. Для повышения степени интеграции элементов и снижения паразитных эффектов, которые проявляются большей частью по поверхности, в последнее время были предложены комбинированные методы изоляции элементов «изопланар» и «полиплаиар». При комбинированных методах изоляции элементы микросхемы снизу изолируются с помощью обратно омещетного р-п перехода, а боковая изоляция осуществляется с помощью двуокиси кремния. Последовательность технологических операций при создании активных элементов по методу «изопланар» показана на рис. 3.4, а по методу «полиплаиар» - на рис. 3.5. Как следует из последовательностей технологических операций, изготовление активных элементов, структуры элементов практически не меняются, а изменяется число тех-иологических операций, характер изоляции элементов и связанные с этя.м паразитные эффекты. Поскольку среди АПИМ самыми распространенными являются операционные усилители, содержащие до 100 элементов, т. е. современные аналоговые микросхемы пока продолжают оставаться среднемасштабными микросхемами со средней степенью интеграции, а для среднемасштабных микросхем, как известно, необходимы сравнительно небольшие кристаллы даже при диэлектрической изоляции элементов, постольку при производстве АПИМ желательно применять технологический процесс изготовления, когда элементы микросхемы изолируются друг от друга с помощью двуокиси кремния. Рассмотрев основные транзисторные структуры и их методы изготовления, которые в настоящее время чаще всего встречаются в АПИМ, перейдем к структурам других активных элементов - интегральных диодов. В подавляющем большинстве случаев интегральные диоды биполярных микросхем реализуются на основе трехслойной структуры вертикального п-р-п транзистора (см. рис. 3.1,а, область /), у которого по необходимости используется или коллекторный, или эмиттерный р-п переходы, или их комбинация. 3.2. КОНФИГУРАЦИИ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Закончив анализ основных структур активных элементов АПИМ, остановимся яа конфигурации и некоторых геометрических формах их активных областей. Пожалуй, никто не станет оспаривать того факта, что с целью рационального использования площади кристалла кол- лекторные области интегральных транзисторов, как правило, должны иметь форму прямоугольника. Что же касается геометрии их баз и эмиттеров, то они в некоторых транзисторах могут основательно отличаться от прямоугольной формы- Так, например, были известны транзисторы с П-, Г-, кресто-, звездообразными, гребенчатыми, круглыми, полукруглыми и другими формами эмиттеров. Конечно, выбор конфигурации активных областей транзисторов обусловливается разными причинами, связанными как с назначением в целом микросхемы, так и с назначением активных элементов. Особенно это касается АПИМ, где к активным элементам предъявляются более высокие требования, чем к активным элементам цифровых микросхем, которые работают Б ключевом режиме. Поэтому не случайно аналоговые микросхемы требуют не только рациональной конфигурации областей, но и более тщательной технологии изготовления. При их изготовлении прибегают к дополнительным диффузионным процессам, используют диэлектрическую изоляцию элементов, напыляют тонкопленочные пассивные элементы и т. д. В АПИМ широкое применение находят полосковая геометрия активных элементов и некоторые ее модификации. Маломощный вертикальный п-р-п транзистор полосковой геометрии изображен на рис. 3.6,а. Для этой геометрии транзистора характерным является размер технологического зазора, который определяется возможностями технологического оборудования. Предположим, что минимальный размер зазора, который может обеспечить технологическое оборудование, равен d, а длина эмиттерного окна берется больше допустимого размера в Ъ раз, тогда размеры активных областей и самого транзистора при условии минимизации его площади определяются прибавлением зазора к четырехугольной фигуре транзистора (контактных окон, области эмиттера, области базы). Зазор между всей областью, занимаемой транзистором, и другими его областями получается больше размера d на величину горизонтальной составляющей изолирующей р-диффузии [31]. Таким образом, минимально допустимые размеры длины и ширины п-р-п транзистора полосковой геометрии с вертикальной инжекцией носителей будут соответственно равны \\d-\-2Xj и 7d+2xi (в этом случае &= =1). В другом случае, когда площадь транзистора не 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |