Компьютерное моделирование и исследование биполярного транзистора

дипломная работа

1.1.6 Технология изготовления транзисторов

Эпитаксиально-планарная технология

Полупроводниковые ИМС на биполярных транзисторах наиболее часто изготовляют по планарной и планарно-эпитаксиальной технологиям, основанным на следующих технологических процессах создания транзисторных структур: окислении поверхности полупроводниковых подложек; литографии; эпитаксиальном наращивании полупроводниковых слоев; локальном введении примесных атомов.

Особенностью планарно-эпитаксиальной технологии является то, что коллекторные области структур создают эпитаксиальным наращиванием слоя полупроводникового материала, главным образом кремния n-типа, на подложке р-типа, а базовые и эмиттерные - введением легирующих примесных атомов в эпитаксиальный слой. При этом эмиттерные области формируют введением примесных атомов максимально возможной концентрации. Это обеспечивает создание транзисторных структур, обладающих высоким коэффициентом усиления по току. Формируют элементы и соединения между ними только на одной стороне подложки (рабочей поверхности).

Примесные атомы вводят в полупроводниковые подложки ионным легированием и диффузией. Причем, как правило, сначала ионным легированием производят загонку атомов примеси, а затем диффузией их разгонку, в процессе которой формируются слои, обладающие заранее заданными электрофизическими свойствами.

Технологические процессы изготовления полупроводниковых биполярных ИМС классифицируют по способам формирования транзисторных структур и изоляции элементов. Изолируют элементы ИМС в основном включением р-п-перехода в обратном направлении, формированием локальных полупроводниковых областей, полностью разделенных слоем диэлектрика, или комбинируя эти способы. Как уже отмечалось, технологические процессы окисления, диффузии, фотолитографии и напыления при изготовлении ИМС на биполярных транзисторах проводятся так же, как при изготовлении дискретных планарных биполярных транзисторов. Однако при производстве ИМС на исходных подложках одновременно формируют различные типы активных и пассивных элементов, которые должны быть электрически изолированы, поэтому технологический маршрут изготовления их сложнее.

Кроме того, при изготовлении биполярных ИМС для повышения быстродействия транзисторов в их коллекторных областях введением примесных атомов в исходную подложку непосредственно перед эпитаксиальным наращиванием монокристаллического полупроводникового слоя формируют скрытые высоколегированные слои, что также усложняет технологию. Качество и процент выхода годных ИМС в значительной степени зависят от совершенства изоляции их элементов.

Диффузионносплавная технология

С помощью диффузионных методов на германии и кремнии получают транзисторы со структурами р-п-р и п-р-п. При двусторонней диффузии на двух поверхностях пластины полупроводника вводятся примеси и тем самым создаются области эмиттера и коллектора с проводимостью, противоположной проводимости исходной пластины (базовой области). По своим характеристикам такие транзисторы близки к сплавным, т. е. имеют большие рабочие токи, но малую частоту fhaie. При двойной односторонней диффузии только через одну из поверхностей пластины проводится сначала диффузия примеси для создания базовой области (перехода коллектор - база), а затем диффузия примеси другого типа. При этом получается трехслойная транзисторная структура, где исходная пластина является телом коллектора. Транзисторы с двусторонней диффузией (с диффузионными эмиттером и коллектором) по сравнению с транзисторами с двойной односторонней диффузией (с диффузионной базой) имеют меньший спад усиления, более высокую устойчивость ко второму пробою

Делись добром ;)