Диоды имс

В полупроводниковых ИМС в качестве диодов используют структуры биполярных транзисторов.

В зависимости от требований, предъявляемых к диоду в ИМС, выбирается та или иная

транзисторная структура.

Рис.9.12 Диоды ИМС на структурах транзисторов

При включении транзистора ни схемам (a) и (г) используется переход эмиттер-база. При таком включении носители зарядов накапливаются в базе. Т.к толщина базы очень мала (менее ед./доли мкм), процесс разряда емкости р-n перехода будет быстрым, что позволяет получить наибольшее быстродействие.

В этих же схемах диоды имеют наименьшее значение обратного тока, т.к. в них используется только (эмиттерный переход,) площадь и ширина которого наименьшие.

Диод, соответствующий схема (в) имеет наибольшее значение обратного тока, т.к. в этом случае оба перехода включены параллельно. Емкость такого диода увеличивается, быстродействие снижается.

В качестве диодов общего назначения используют коллекторно-базовый р-n переход - схемы (б) и (д). При таком включении диоды имеют наибольшие значения допустимых обратных напряжений.

Транзисторы ИМС

Для полупроводниковых ИМС транзисторы являются основными и наиболее сложными компонентами.

В современной интегральной полупроводниковой технике используются транзисторы двух типов - биполярные и полевые (МДП-транзисторы).

Транзисторы ИМС изготавливаются 2-мя методами:

- методом планарно-диффузионной технологии;

- методом эпитаксиально-планарной технологии.

Метод планарно-диффузионной технологии

Рис.9.13 Планарно-диффузионная технология производства биполярного транзистора

(a) - в качестве исходной структуры берется пластина кремния, например, р -типа, на которую наносится защитный слой SiO2 ;

(б) - через незащищенные участки производится диффузия донорной примеси n-типа. В результате диффузии образуются изолированные n-слои - коллекторные области транзисторов.

(в) - повторная диффузия акцепторной примеси с целью получения базовых областей ;

(г) - третья диффузия приводит к образованию эмиттеров.

После этого осуществляют омический контакт с областями коллектора, базы и эмиттера и создают контактные площадки, к которым впоследствии можно присоединить внешние выводы.

Недостаток: p-n-переход не имеет четкой границы. Это объясняется тем, что диффузия идет с поверхности материала. В связи с этим примесь в исходном материале распределяется неоднородно: на поверхности атомов примеси больше, а в глубине меньше. Нечеткость p-n-перехода существенно влияет на качество и свойства компонентов схемы.

Метод эпитаксиально-планарной технологии

(из книги Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники)

Биполярный транзистор ИМС

На подложку р-типа наращивается тонкий слой кремния n-типа.

В результате получается эпитаксиальная пленка n толщиной порядка 10-20 мкм. В эту пленку методом диффузии вводят акцепторную p примесь. Распределение примеси в такой тонкой пленке почти одинаково. Это позволяет получить очень четкий р-n переход.

Далее создаются методом локальной диффузии (поочередно) эмиттер и база