ИС содержат активные и пассивные элементыК активным элементам кремниевых СБИС можно отнести такие полупроводниковые приборы, как БТ, МОП- транзистор, диоды. Пассивные элементы ИС – конденсаторы и резисторы.
Требования к элементам:
1.Все выводы от прибора должны находиться в одной плоскости и расположены сверху для возможности создания пленочной разводки межсоединений.
2.Электрические параметры интегральных приборов должны быть не хуже параметров дискретных приборов.
3.Необходимо принять специальные конструктивно- технологические меры для устранения паразитных связей между отдельными приборами.
4.Технологический маршрут изготовления СБИС должен предусматривать групповой метод формирования этих элементов, то есть почти одновременно на одной или многих кремниевых пластинах.
Для выполнения указанных требований необходимо как менять традиционную конструкцию прибора, так и вводить доп. элементы в кремн. ИС.
У транзисторов имеются области, которые выходят на поверхность пластины и удобны для пленочных соединений. Такие же изменения вносятся в конструкции интегральных пассивных элементов.
Что касается пунктов 2 и 3 требований к элементам ИС, то они выполняются с помощью специальных дополнительных областей схемы. Так, например, для сохранения низких значений коллекторного сопротивления БТ при переводе его в интеграл. конструкцию используется сильнолегированный слой скрытого коллектора, для предотвращения паразитных связей применяют дополнительные области изоляции, охранные области и скрытые диэлектрические слои.
1. Инверсные встроенные каналы.
Охранные области в кремниевых ИС предназначены для предотвращения или для нарушения непрерывности паразитных каналов, возникающих между отдельными элементами ИС. Часто их называют «инверсными» каналами, так как они представляют собой тонкие поверхностные слои полупроводника, противоположные по типу проводимости подложке кремния или диффузионной области. Инверсные слои бывают двух типов : встроенные и индуцированные.
Образование на поверхности кремния встроенных инверсных слоев обусловлено эффектом перераспределения примеси при термическом окислении кремния. При окислении кремния примесь перераспределяется между окислом кремния и полупроводником таким образом, что в кремнии накапливаются доноры(фосфор), а в окисле кремния – акцептор(бор), что приводит к обеднению поверхности кремния р- типа этой примесью. Этот эффект обусловлен различными значениями предельной растворимости примесей в Si и в окисле Si. Обеднение поверхности Si р – типа идет настолько интенсивно, что даже возникает на поверхности слой полупроводника противоположной проводимости – инверсный слой, замыкающий между собой активные области n – типа элементов ИС.
Установлено, что при стандартных условиях термического окисления p—Si при конц. бора в подложке более 1017 см-3 инверсный слой не образуется, при более низких конц. – всегда возникает. Наиболее сильно эффект перераспределения примеси происходит при окислении Si при низких температурах, так как при этом замедлены процессы диффузии примесей, размывающие диффузионный профиль. В случае ускорения процесса окисления Si путем, напр., использования влажной среды, эффект перераспределения
Загрузка...
