Полупроводник ИС. Полупроводниковые ИС памяти. Полупроводниковые интегральные схемы памяти
 Скачать 17.11 Kb.
|
|
1 слайд Полупроводниковые интегральные схемы памяти (((Интегра́льная схе́ма— микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности , изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового в случае вхождения в состав микросборки))) 2 слайд Полупроводниковые ИС составляют основу современной микроэлектроники. Это микросхемы, элементы которых выполнены в объёме и (или) приповерхностном слое полупроводниковой подложки. Чаще всего для этих целей используют монокристаллические пластины кремния. В зависимости от вида используемых активных элементов различают полупроводниковые ИС типа МОП (металл-окисел-полупроводник), биполярные полупроводниковые ИС БИМОП. 3 слайд Формирование элементов схемы проводится по планарной технологии, включающей следующие основные операции. 1. Окисление поверхности кремния которое обычно проводится в специальных печах в атмосфере сухого или увлажнённого кислорода при температурах 900-1200оС. При этом на поверхности кремния образуется плёнка диоксида кремния SiO2, обладающая следующими важными свойствами с точки зрения использования её в производстве ИС. Во-первых, плёнка SiO2 является прекрасным диэлектриком и поэтому может быть использована для металлизации, нанесённой на поверхность окисла, от элементов ИС, сформированных в объёме или на поверхности кристалла. Во-вторых, она является практически непроницаемой для многих легирующих примесей, используемых при изготовлении элементов ИС. Поэтому SiO2 может успешно применяться в качестве маски для защиты необходимых областей кристалла от проникновения легирующих примесей при проведении процесса диффузии. Толщина оксида составляет обычно 100-1000нм в зависимости от температуры и длительности проведения диффузии и природы примеси. 4 слайд 2. Для изготовления «рисунка» будущей ИС, т.е. получения изображения активных и пассивных элементов схемы, контактных площадок, соединительных дорожек и т.д., применяется процесс фотолитографии, который в какой-то мере напоминает процесс обычной фотографии. На окислённую поверхность кремниевой пластины наносится тонкий (несколько нанометров) слой специального лака – фоторезиста, чувствительного к ультрафиолетовому свету. После сушки фоторезиста к нему в специальной установке плотно прижимается стеклянный фотошаблон, несущий на себе негативное изображение того рисунка, который необходимо перенести на пластину кремния. Через этот фотошаблон незакрытые участки фоторезиста засвечиваются ультрафиолетовым светом и впоследствии удаляются специальным травителем, обнажая в образовавшихся «окнах» оксидный слой. Другим травителем, растворяющим оксидную плёнку, но не действующим на фоторезистор, во вскрытых окнах удаляется оксидная плёнка и обнажается поверхность кремния. После удаления оставшегося фоторезиста рисунок, который был на фотошаблоне, переносится в оксидную плёнку в виде скрытых в ней окон и областей, закрытых (маскированных) островками оксидного слоя. 5 слайд 3.Через вскрытие окна проводится локальная диффузия легирующих примесей для придания слоям кремния, лежащим под этими окнами, соответствующих электрофизических свойств (необходимого типа проводимости, концентрации носителей и др.). На слайде изображен рисунок , на котором приведена схема формирования изолированных островков кремния n-типа с помощью разделительных pn-переходов. Исходным материалом являлась пластина кремния р-типа с наращенной на ней эпитаксиальной плёнкой n-типа. На их границе возникает pn-переход. Для получения отдельных изолированных друг от друга островков n-кремния поверхность эпитаксиальной плёнки окисляется и с помощью описанного процесса фотолитографии в слое оксида вскрываются окна. Через эти окна проводится диффузия с использованием эпитаксиальной плёнки акцепторной примеси на всю толщину эпитаксиальной плёнки. После удаления маскирующего оксидного слоя в пластине остаются островки эпитаксиальной плёнки кремния n-типа, отделённые от кремния p-типа изолирующими pn- переходами. В таких островках и формируются отдельные элементы ИС. 6 слайд Это микросхемы, элементы которой выполнены в виде разного рода плёнок, нанесённых на поверхность диэлектрической подложки Пассивные элементы полупроводниковых ИС обладают рядом существенных недостатков, которые можно в значительной мере ослабить, используя для их изготовления плёночную технологию. В зависимости от способа нанесения плёнок и связанной с этим их толщиной различают тонкоплёночные ИС(ТкГИС) с толщиной плёнок 1-2мкм и толстоплёночные ИС (ТсГИС)с толщиной плёнок 10-20мкм и выше. Поскольку до сих пор никакая комбинация напылённых плёнок не позволяет получить активные элементы, то плёночные ИС содержат только пассивные элементы, а функции, выполняемые чисто плёночными ИС, крайне ограничены. Поэтому плёночную ИС дополняют активными компонентами, располагая их на той же подложке и соединяя с пленочными элементами. Такие схемы называют гибридными Это микросхемы, которые представляют собой комбинацию плёночных пассивных элементов и активных компонентов, расположенных на общей диэлектрической подложке. Дискретные компоненты, входящие в состав гибридной ИС, называют навесными, подчёркивая этим их обособленность от основного технологического цикла получения плёночной части схемы. 7 слайд Совмещённые ИС Это смешанные ИС, в которых сочетаются полупроводниковые и плёночные интегральные элементы. При этом активные элементы выполнены в приповерхностном слое полупроводникового кристалла (как у полупроводниковой ИС), а пассивные нанесены в виде плёнок на предварительно изолированную поверхность того же кристалла (как у плёночной ИС). Совмещённые ИС используются тогда, когда необходимы высокие номиналы и высокая стабильность сопротивлений и ёмкостей; эти требования легче обеспечить с помощью плёночных элементов, чем полупроводниковых. |