русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Полупроводниковые интегральные микросхемы.


Дата добавления: 2014-05-01; просмотров: 7358; Нарушение авторских прав


Вотличие от гибридных интегральных микросхем, состоящих из двух различных типов элементов (пленочных и навесных), полу­проводниковые, интегральные микросхемы состоят из единого кристалла полупроводника, отдельные (локальные) области которого выполняют функции активных и пассивных элементов, между которыми существуют необходимые электрические соединения и изо­лирующие прослойки.

Полупроводниковые ИМС имеют наиболее высокую степень интеграции элементов (свыше 104 элементов/см3) и позволяют получить максимальную надежность, так как количество соединений в них сведено к минимуму.

В основу создания полупроводниковой ИМС положены группо­вой метод и планарная технология. Сущность группового метода, освоенного еще в дискретной полупроводниковой технике, состоит в том, что на пластине полупроводника одновременно изготавли­вается множество однотипных полупроводниковых приборов. Затем пластина разрезается на сотни отдельных кристаллов, содержащих по одному прибору данного типа. Полученные приборы помеща­ются в корпусы с внешними выводами и в таком виде поступают к разработчику аппаратуры. В дискретной полупроводниковой технике разработчик, составляя тот или иной функциональный узел (усилитель, генератор и т. п.), вынужден соединять получен­ные приборы один с другим и с иными элементами с помощью пай­ки, что, естественно, снижает надежность всего устройства. В интегральной технике на исходной полупроводниковой пластине одновременно изготавливаются не отдельные приборы, а целые функционально законченные узлы, состоящие из транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и т. д. Эти элементы соединяют один с другим не проводниками и пайкой, а короткими тонкими металлическими полосками, напыляемыми на поверхность пластины. Для этого коммутационные электроды всех элементов выводят на поверхность пластины и размещаются в одной плоскости в одном плане. Такую возможность обеспечивает специальная планарная технология изготовления полупроводниковых ИМС.



Полупроводниковые интегральные схемы в основном изготав­ливаются из кремния. Выбор этот обусловлен тем, что по сравне­нию с германием он имеет большую запрещенную зону, меньшие обратные токи и более высокую рабочую температуру (до +125 °С). Кроме того, путем окисления поверхности кремния легко получить пленку двуокиси кремния, обладающую хорошими защитными свойствами.

Основными процессами создания компонентов полупроводнико­вых интегральных схем являются технологические процессы созда­ния р-п переходов, с помощью которых формируются как активные, так и пассивные компоненты интегральных схем — транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и т. д. Такими процессами явля­ются диффузия примесей в кремний и эпитаксиальное наращивание монокристаллических слоев кремния на кремниевую подложку, имеющую противоположный тип проводимости. В соответствии с этим по технологии изготовления современные интегральные схемы можно разделить на изготавливаемые с применением только процессов диффузии, и схемы, при создании которых используются как процессы диффузии, так и процессы эпитаксиального наращивания.

Технология изготовления интегральных схем первого типа получила название планарной, а второго типа — эпшпаксиально-планарной.

Особый тип полупроводниковых интегральных микросхем составляют микросхемы, выполненные по так называемой совмещенной технологии. В этом случае активные элементы изготовляют по планарной или эпитаксиально-планарной технологии в объеме проводникового кристалла, а пассивные элементы — методами пленочной технологии на его поверхности.

В твердом теле полупроводника пассивные и активные элементы необходимо изолировать друг от друга во избежание коротких замыканий. По способу изоляции компонентов полупроводниковые ИМС можно разделить на две группы.

1. В схемах первой группы, изготавливаемых по планарной технологии, изоляция осуществляется образованием между элементами (группой элементов) дополнительных р-п переходов. При их формировании создаются изолирующие перегородки шириной 20— 30 мкм, которые разделяют пластинку кремния на отдельные микроучастки — «островки».

Рис.3. Процесс формирования изолирующих р-п переходов:

а – пластина кремния с окисной пленкой; б – пластина кремния после диффузии примеси и образования «островков».

В схемах второй группы, изготавливаемых по методу планарно-эпитаксиальной технологии, «островки» изолируются пленками двуокиси кремния. На рис. 4 в упрощенном виде показана технология получения «островков». Пластина монокристаллического кремния n-типа окисляется и на ней образуется пленка диоксида кремния (рис. 4, а). Затем в соответствии со схемой в пленке SiO2 вытравливаются канавки (рис. 4, б). Поверхность повторно окисляется (рис.4, в), образуя фигурный слой SiO2. На этот слой наращивается с помощью эпитаксии слой поликристаллического кремния собственной проводимости 3 (рис.4, г). После сошлифовки монокристаллического кремния образуются «островки» 4 (рис.4, д) в которых методом диффузии или эпитаксиальным наращиванием формируют необходимые элементы схем.

Этот способ изоляции «островков» существенно уменьшает емкости между островками, токи утечки и увеличивает пробивное напряжение. Однако технология изготовления сложнее и стоимость изготовления схем соответственно более высокая.

Рис.4. Образование «островков» посредством использования изолирующей прослойки.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ЛЕКЦИЯ 4. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ. | Компоненты полупроводниковых ИМС.


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.004 сек.