35.Технологический маршрут изготовления моп - транзистора.
Нет смысла рисовать все стадии!!!!
1.Формирование партии пластин с эпитаксиальной структурой
2.Химическая
обработка пластин:
- обработка в ПАР;
- промывка в деионизованной воде;
- сушка пластин;- контроль качества химобработки.
3.Термическое окисление 10000, dSiO2=0,45мкм.
4.
Фотолитография «карман»:-
нанесение фоторезиста;
- сушка фоторезиста;
- совмещение и экспонирование;
- проявление фоторезиста;
- задубливание фоторезиста.
5.
Травление SiO2.
6.Снятие фоторезиста.7. Термическое
окисление T=10000
8. Ионная имплантация фосфора (n+), N=8,036*1013см-2,
Q=
12,857 мкКл/см2,
Е = 100 кэВ. На глубину xj=0,4
мкм.
9. Химобработка ПАР и разгонка фосфора (n+), Т=12000С , t =52,25 мин
10. Термическое окисление.
11. Фотолитография«канал»
12. Травление SiO2,
13.
Окисление под затвор
14. Нанесение поликристаллического кремния T=923 K
15. Плазмохимическое травление ПКК
16.
Ионная имплантация фосфора (n-),
N=9,81*1012
см-2,
Q= 1,57 мкКл, Е = 100 кэВ, глубина 0,24 мкм.
17. Химобработка ПАР.
18. Разгонка фосфора (n-), T=1453 К, t=40 мин
19.
Термическое окисление. Толщина окисла
20. Фотолитография «исток»
21. Нанесение фоторезиста:
-
нанесение фоторезиста;
- сушка фоторезиста;
- совмещение и экспонирование;
- проявление фоторезиста;
- задубливание фоторезиста.
22. Ионное легирование бором. Режим ионного легирования: E=55 кэВ, Q=75,2мкКл/см2, глубина 0,5 мкм.
23. Снятие резиста.
24.
Химическая обработка (КАРО+ПАР)
25. Осаждение СТФСС (ХОГФ)
26. Фотолитография «Контакты».
27. Травление SiO2.
28. Химическая обработка КАРО, освежение (травление в растворе HF+H2O (1:3)
29. Нанесение Al (1%Si).Фотолитография «металл»
30. Утонение пластин шлифованием обратно стороны
31. Формирование стока последовательным нанесением слоев Ti\Ni\Ag
<<<<<<ГОТОВО!
36.Билолярный транзистор с диодом Шоттки. Принцип работы.
Биполярный транзистор в цифровых интегральных микросхемах обычно выполняет функцию ключа, и все время работает либо в режиме насыщения, либо в режиме отсечки. В режиме насыщения происходит накопление неосновных носителей заряда в базе транзистора, а также в коллекторной области. Процессы накопления неосновных носителей и их последующего рассасывания при переводе транзистора в режим отсечки связаны с относительно медленным процессом диффузии неосновных носителей заряда. Инерционность этих процессов определяет скорость переключения транзистора из включенного состояния в выключенное и обратно, т. е. скорость срабатывания схемы.
Для ускорения процесса накопления и рассасывания неосновных носителей заряда целесообразно ограничить их накопление. Достичь этого можно путем шунтирования коллекторного перехода транзистора диодом Шоттки, т. е. диодом с выпрямляющим электрическим переходом между металлом и полупроводником. Структура такого интегрального транзистора показана на рис. 7.5.
Рис. 7.5. Структура транзистора с диодом Шоттки
Алюминиевый электрод образует с p-областью базы омический переход, а переход между алюминиевым электродом и относительно высокоомной n-областью коллектора получается выпрямляющим. Из-за неравенства работ выхода электронов из алюминия и из кремния с электропроводностью n-типа и в результате химической обработки поверхности кремниевого кристалла на контакте для электронов возникает потенциальный барьер, несколько меньший высоты потенциального барьера на коллекторном переходе. Поэтому при прямом смещении коллекторного перехода и соответственно при прямом смещении диода Шоттки основная часть прямого тока коллектора будет проходить через диод Шоттки. Этот ток связан с движением электронов из n-области коллектора в металлический электрод и не сопровождается инжекцией дырок в n-область коллектора. Таким образом, в высокоомной области коллектора практически не происходит накопления неосновных носителей заряда.
Транзистор Шоттки можно представить как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором, как показано на рис. 7.1.1.
Рис. 7.1.1. Транзистор Шоттки, представленный как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором
При открывании транзистора базовый ток нарастает только до значения, лежащего на границе активного режима и области насыщения, а весь избыточный базовый ток отводится через открытый диод Шоттки через коллектор и эмиттер открытого транзистора на землю.
Чем сильнее откроется транзистор, т.е. тем меньше падение напряжения коллектор–эмиттер, тем больший ток отводится через диод Шоттки, минуя базу, на землю. Это приведет к закрыванию транзистора, т.к. уменьшение тока базы закрывает транзистор. Так образуется обратная связь, саморегулирующая режим работы транзистора, удерживая его от глубокого насыщения.
Сами диоды Шоттки имеют очень малые задержки включения и выключения. Накопление заряда в диодах Шоттки не происходит, т.к. протекающий в них ток вызван переносом основных носителей.
Когда транзистор заперт потенциал коллектора выше потенциала базы, а значит диод Шоттки смещен в обратном направлении и не влияет на работу транзистора.
Если в процессе отпирания транзистора потенциал коллектора становится ниже потенциала базы, диод Шоттки открывается и на нем устанавливается прямое напряжение Uпр. Поскольку это напряжение меньше 0,5 В, то коллекторный переход практически заперт, а следовательно, не возникает режима насыщения и связанных с ним двойной инжекции и накопления избыточных зарядов. Благодаря этому при запирании транзистора исключается задержка, вызываемая рассеиванием избыточного заряда.
Достоинства
В то время, как обычные кремниевые диоды имеют прямое падение напряжения около 0,6—0,7 вольт, применение диодов Шоттки позволяет снизить это значение до 0,2—0,4 вольт. Столь малое прямое падение напряжения присуще только диодам Шоттки с максимальным обратным напряжением порядка десятков вольт, выше же падение напряжения становится сравнимым с аналогичным параметром кремниевых диодов, что ограничивает применение диодов Шоттки. Например, для силового диода Шоттки 30Q150[источник не указан 689 дней] с максимально возможным обратным напряжением (150 В) при прямом токе 15 А падение напряжения нормируется на уровне от 0,75 В (T = 125 °C) до 1,07 В (T = −55 °C).
Барьер Шоттки (открыл нем. физик Вальтер Шоттки — Walter Schottky) также имеет меньшую электрическую ёмкость перехода, что позволяет заметно повысить рабочую частоту. Это свойство используется в интегральных микросхемах, где диодами Шоттки шунтируются переходы транзисторов логических элементов. В силовой электронике малое время восстановления позволяет строить выпрямители на частоты в сотни кГц и выше. Например, диод MBR4015 (15 В, 40 А), оптимизированный под высокочастотное выпрямление, нормирован для работы при dV/dt до 10 кВ/мкс.Благодаря лучшим временны́м характеристикам и малым ёмкостям перехода выпрямители на диодах Шоттки отличаются от традиционных диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, поэтому они предпочтительны в традиционных трансформаторных блоках питания аналоговой аппаратуры.
Недостатки
при кратковременном превышении максимального обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя (КЗ — короткое замыкание), в отличие от обычных кремниевых p-n диодов, которые переходят в режим обратимого[1] пробоя, и, при условии непревышения рассеиваемой на диоде максимальной мощности после падения напряжения, диод полностью восстанавливает свои свойства.диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых p-n диодов) обратными токами, возрастающими с ростом температуры кристалла. Для вышеупомянутого 30Q150 обратный ток при максимальном обратном напряжении изменяется от 0,12 мА при +25 °C до 6,0 мА при +125 °C. У низковольтных диодов в корпусах ТО220 обратный ток может превышать сотни миллиампер (MBR4015 — до 600 мА при +125 °C). При неудовлетворительных условиях теплоотвода положительная обратная связь по теплу в диоде Шоттки приводит к его катастрофическому перегреву.
Изготовление интегрального транзистора с диодом Шоттки не требует введения дополнительных технологических операций. Необходимо лишь изменить соответствующим образом фотошаблон, применяемый при проведении фотолитографии для снятия диоксида кремния под контакты, и расширить слой напыляемого алюминия за металлургическую границу коллекторного перехода. Однако при снятии диоксида кремния в месте выхода коллекторного перехода на поверхность монокристалла кремния и при обработке этой поверхности перед нанесением алюминиевой металлизации следует предотвратить возможность загрязнения p-n-перехода коллектора неконтролируемыми примесями.