На главную   |  

ЛЕКЦИЯ 20



ЛЕКЦИЯ 20

Методы изоляции элементов в полупроводниковых ИС

 

Все элементы полупроводниковых интегральных схем и компонентов гибридных интегральных схем, выполненные в объёме кристалла, должны быть изолированы друг от друга для исключения паразитного взаимодействия между ними.

На рис 2.1 показаны два n-p-n- транзистора и диод, выполненные в общей кремниевой подложке n-типа. Видно, что коллекторы транзисторов и катод диода оказались принудительно связаны через подложку. Кремниевая подложка является плохим изоляционным материалом, так как удельное сопротивление кремния обычно лежит в пределах от 0,5 Ом·см до 100 Ом·см. Чтобы перекрыть пути для токов утечки между схемными элементами ИС, карманы области, где формируются эти элементы, специально изолируют друг от друга, чтобы необходимые соединения осуществлялись только путём металлической разводки.

Рис.2.1. Внутренняя связь элементов биполярных ИС через

подложку в отсутствие изоляции

 

Исключение составляют только МДП - транзисторы. Однако с ростом степени интеграции и «сближением» элементов, обратные токи разделительных pn-переходов растут и принуждают разработчиков искать способы изоляции не только биполярных, но и МДП элементов.

 

Основные способы изоляции следующие:

- изоляция с помощью p-n переходов

- изоляция диэлектриком

- изоляция с применением сапфира

- комбинированные способы изоляции

 

Изоляция электронно-дырочным переходом

Принцип такой изоляции заключается в том, что для каждого элемента в кристалле формируется свой «островок», окружённый pn- переходом, который при работе микросхемы смещается в обратном направлении. Ток утечки такой изоляции обычно не превышает 10-7А. Обеднённый слой pn- перехода, особенно при большом обратном смещении, имеет очень высокое удельное сопротивление, близкое к удельному сопротивлению диэлектриков. Изоляцию pn- переходом относят к однофазным способам, имея в виду, что материал по обе стороны и в пределах изолирующего слоя один и тот же –

кремний. Учитывая, что при разработке ИС происходит постоянное снижение рабочих напряжений, изоляция pn- переходом применяется всё реже и реже.

Из рис.2.2 ясно, что изоляция pn- переходом сводится к осуществлению двух встречно-включённых диодов между изолируемыми элементами так же как в МДП-транзисторных ИС (рис.2.3). Для того, чтобы оба изолирующих диода находились под обратным смещением, на подложку задают максимальный отрицательный потенциал от источника питания ИС.

 

Рис.2.2. Изоляция элементов ИС с помощью pn-переходов

 

Рис.2.3. Отсутствие связи между элементами МДП-транзисторных ИС

 

Изоляция pn- переходом хорошо вписывается в общий технологический цикл биполярных ИС, однако её недостатки - наличие обратных токов в pn- переходах и наличие барьерных ёмкостей.

Простейшие «островки» или «карманы» находят ограниченное применение. Транзисторы, изготовленные в таких карманах имеют большое горизонтальное сопротивление коллекторного слоя (100 Ом и более). Уменьшать удельное сопротивление эпитаксиального слоя нерационально: при этом уменьшается пробивное напряжение коллекторного перехода и возрастает коллекторная ёмкость. Поэтому типовым решением является использование так называемого скрытого n-слоя, расположенного на дне кармана, роль которого очевидна из рис 2.4 .

Скрытые легированные n+- слоиполучают диффузией, которая проводится до наращивания эпитаксиального слоя. Во время эпитаксии донорные атомы скрытого слоя под действием высокой температуры диффундируют в нарастающий эпитаксиальный n- слой. В итоге скрытый слой частично расположен в эпитаксиальном, и дно кармана в этом месте оказывается «приподнятым» на несколько микрон. Чтобы предотвратить

распространение доноров из скрытого слоя в эпитаксиальный (что может привести к смыканию скрытого n+-слоя с базовым p-слоем), выбирают для скрытого слоя диффузант со сравнительно малым коэффициентом диффузии - сурьму или мышьяк. В результате под коллектором будущего транзистора появляется хорошо проводящая область, что и приводит к улучшению характеристик транзистора.

Рис.2.4. Структура интегрального npn-транзистора

а-без скрытого слоя; б-со скрытым слоем

 

12


Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 588;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Поделитесь с друзьями:

ПОИСК ПО САЙТУ:

Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.

helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2018 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.

Элементы интегральных схем изоляция элементов 796
ЛЕКЦИЯ 20 120
Логические
ЛЕКЦИЯ 20 507
3.3
ЛЕКЦИЯ 20 815
55 фото идей
ЛЕКЦИЯ 20 911
Ажурный узор для вязания детского пледа
ЛЕКЦИЯ 20 349
Гостиная
ЛЕКЦИЯ 20 19
ЛЕКЦИЯ 20 77
ЛЕКЦИЯ 20 13
ЛЕКЦИЯ 20 7
ЛЕКЦИЯ 20 92
ЛЕКЦИЯ 20 5
ЛЕКЦИЯ 20 65
ЛЕКЦИЯ 20 69
ЛЕКЦИЯ 20 55
ЛЕКЦИЯ 20 86


Теги:

Как сделать подушечки сердцем  Как сделать так чтобы мужчина полюбил вас  Как сделать освещение светодиодными лентами  Какие нитки для вязания лариата  Автомобиль виллис своими руками чертежи  Как делать рисунки на ткани своими руками  Схема подключения автоматического выключателя на квартиру  Открытки для дня святого валентина своими руками  Защита для детских кроваток своими руками  Как сделать дефлектор для вентиляции своими руками  Как сделать воротник из бусин и бисера  Демонтаж чугунной ванной своими руками  Как сделать мыло ухаживающее  Виды и свойства бумаги аппликация  Монитор для камеры своими руками  Как сделать четырёхколёсную тележку  Картинки с животными красивые открытки  Силикон на окуня своими руками  Бусы из крупных бусин своими руками схемы  Студии маникюра в братеево  Как сделать красивую полочку из дерева  Лего френдс сборка служба доставки подарков  Особенности транзисторов интегральных схем  Высшая международная британская школа дизайна  Краткое сообщение о прическах  Как сделать абзацный отступ в пять знаков  

 Рейтинг@Mail.ru
Закрыть ... [X]
Карта сайта