Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Рассмотренный пример демонстрирует явные преимущества эпитаксиальной структуры. На рис. 2.5 приведен график зависимости емкости от падения напряжения на переходе для рассмотренного эпитаксиального р-/г/г-диода. Представляет интерес диапазон относительного изменения емкости. Как видно из графика, Су (0)/Cmixn = 7,87, а Cj (-3 B)/Cmin = 3,61. Таким образом, перепад емкости может быть достаточно большим.

Если данный варакторный диод является частью перестраиваемого LC-контура и включен параллельно с фиксированной ем-

Рис. 2.6. Резонансный LC-контур j -

с варакторный диодом, {Варантрр)


костью 2,0 пФ (рис. 2.6), коэффициент перестройки частоты определяется выражением

(20,1 -f 2) пФ

= 2,20 (2.8)

/ш.п (!/LCn,ax) L (2,55 +2) пФ J

ВТОМ случае, когда минимальное напряжение обратного смещения равно О В. Если минимальное напряжение обратного смещения ограничивается уровнем -3 В, коэффициент перестройки уменьшается до 1,57. Таким бразом, включив варакторный диод в перестраиваемый контур, молено получить заметный перепад частоты.

2.3. Технологический цикл изготовления планарного эпитаксиального диода

Теперь, когда мы познакомились с основными технологическими процессами, применяемыми для изготовления кремниевых приборов, и рассмотрели преимущества эпитаксиальной структуры, можно дать описание технологических циклов для ряда приборов, представив их в виде последовательностей производственных операций. Начнем с планарного р+/г г+-диода.

Ниже приводится технологический цикл изготовления планарного эпитаксиального р*п/п*-д.пола со структурой такого типа, как на рис. 2.4, б.

1. Исходный материал: эпитаксиальные пластины /г/л+-типа с удельным сопротивлением подложки 0,005 Ом-см (легирована Sb), толщиной эпитаксиального слоя 5-25 мкм и удельньш сопротивлением эпитаксиального слоя 5-50 Ом-см (легирован Р).

2. Окисление: выращивается оксидный слой толщиной 500- 800 нм.

3. Первая операция фотолитографии: вскрываются окна в ок-, сидном слое для проведения р+-диффузии.



4 Диффузия бора: создается диффузионный р+-слой толщиной 1-3 мкм, предназначенный для формирования анодных областей диодов.

5. Вторая операция фотолитографии: вскрываются окна для анодных контактов.

6. Металлизация: осаждение слоя алюминия толщиной 1 мкм для анодных контактов.

7. Третья операция фотолитографии; получение рисунка металлизации для анодных контактов.

8. Вжигание или вплавление контактов: производится термообработка при 500-600 °С для вжигания или вплавления метал-ли»*еской пленки, с тем чтобы получить механически прочный и низкоомный, невыпрямляющий («омический») контакт к кремнию.

9. Нанесение металлизации на обратную сторону пластины; на полированную обратную сторону пластины напыляется тонкая пленка золота, которая служит для присоединения кристаллов к позолоченным держателям или основаниям при температуре 400-420 °С, несколько превышающей температуру эвтектики золото/кремний (370 °С).

2.4. Планарный эпитаксиальный транзистор

Опишем теперь технологический цикл изготовления типичного планарного эпитаксиального лрл-транзистора, поперечное сечение которого представлено на рис. 2.7 вместе с профилем распределения примесей.

1. Исходный материал: эпитаксиальная пластина /г/«+-типа с удельным сопротивлением подложки 0,005 Ом-см (легирована Sb), толщиной эпитаксиального слоя 6-12 мкм и удельным сопротивлением эпитаксиального слоя 0,3-3,0 Ом-см.

2. Окисление: выращивается оксидный слой толщиной 500- 800 нм.

3. Первая операция фотолитографии: вытравливаются окна в окисле для базовой диффузии.

4. Базовая диффузия: с помощью двухстадийной диффузии типа «загонка-разгонка» создается диффузионный слой р-типа с глубиной перехода 2-3 мкм, поверхностной концентрацией З-Ю* см" и поверхностным сопротивлением ~ 200 Ом/Квадрат. Разгонка производится в окислительной среде Oj, так что в окнах, полученных на предыдущей операции, снова вырастает окисел.

5. Вторая операция фотолитографии: вытравливаются окна в оксидном слое для эмиттерной дис)фузии.

6. Эмнттерная диффузия: путем диффузии фосфора при высокой поверхностной концентрации создается диффузионный прелой с глубиной перехода 2-2,5 мкм, поверхностной концентра-



цией /ЫОсм" и поверхностным сопротивлением 2- 2,5 Ом/квадрат.

7. Третья операция фотолитографии; вытравливаются окна в оксидном слое для эмиттерных и базовых контактов.

8. Нанесение металлизации: на лицевую поверхность пластин осаждается пленка алюминия толщиной 0,5-1,0 мкм.

Si02

\ \ Эмми/пер \ V п-тиш

Ваза р-типа

....... -\

HumaHcua/itHiiu- шй п-тиш

Ладлижиа /г-типа

Зтттер п*типа

-3» lOs


/(2,?д р-тат (Bp) слей п-типа-

2ти

0,5 «ял

Рнс. 2.7. Планарный эпитаксиальный пр«-транзистор с двойной диффузией? а - поперечное сечение; б - профиль распределения примеси.

9. Четвертая операция фотолитографии; получение рисунка Металлизации для эмиттерных и базовых контактов.

10. Вжигание или вплавление контактов: проводится термообработка при температуре 500-600 °С для вжигания или вплавле-ния металлизации.

П. Нанесение металлизации на тыльную сторону пластины: на тыльную сторону пластины осаждается тонкая пленка золота.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193