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

Полученные в результате /грл-транзисторы имеют не диффузионную, а эпитаксиальную базу, ширина которой определяется толщиной эпитаксиального слоя, глубиной обратной п+-диффузии из подложки и глубиной эмиттерной п+-диффузии с поверхности. Понятно, что в такой структуре разброс ширины базы в принципе гораздо больше, чем в транзисторах, изолированных с помощью двойной диффузии. Отсюда больший разброс коэффициентов усиления по току, а значит, и худшее согласование характеристик

п-змиттер

Рдаза п-крллснтср


ЛаЗпржна. р-типа. Рнс. 2.62. Изоляция с помощью коллекторной диффузии.

транзисторов. Кроме того, поскольку /г+-область коллектора непосредственно контактирует с р-базой, снижается напряжение пробоя коллектор-эмиттер.

2.21. Контактные площадки и поле кристалла

По периферии любого кристалла ИС расположена матрица контактных площадок - металлизованных участков, к которым присоединяются тонкие проволочные выводы. Другой конец проволочки прикрепляется к соответствующей контактной площадке корпуса ИС. Выводы обычно изготовляются из золотой проволоки диаметром 25 мкм и присоединяются к контактным площадкам методом термокомпрессии, предусматривающим одновременное воздействие нагрева (до ~250 °С) и давления. Таким путем удается получить контакт с высокой механической прочностью и очень низким электрическим сопротивлением. При термокомпрессии, а также при использовании других похожих методов присоединения выводов конец проволочки, помещенный на контактную площадку, расплющивается, так что его ширина становится в два-три раза больше исходного диаметра. Таким образом, контактная площадка должна быть достаточно большой, чтобы на ней поместился вывод, даже если он сдвинется в процессе приварки.

оьчно контактная площадка представляет собой квадрат со стороной 100-150 мкм (рис. 2.63).



При распиливании или скрайбировании пластины желательно, чтобы линии резки проходили по участкам поверхности, свободным от окисла или металла. Поэтому на всех фотошаблонах, применяемых в технологии ИС, предусмотрены промежутки шириной 75-100 мкм, разделяющие соседние схемы, и кремний Б этих промежутках остается открытым. Это так называемые линии скрайбирования.

luhufi снраи-шратния

75ицн -

ЗвмРИ

SOmHM

1

РнтиЗрая ! ря:сма.

Рантантная пРощаРяа

73мнм

Рис, 2.63. Размещение контактных площадок и линий скрайбирования иа кристалле ИС.

При скрайбировании происходит заметное механическое повреждение краев кристаллов, образуются микротрещины, которые могут проникать на некоторое расстояние от края в глубь кристалла. Чтобы активная часть схемы была достаточно удалена от механически поврежденных участков и чтобы было достаточно места для размещения контактных площадок и линий скрайбирования с необходимыми промежутками, по периферии кристалла предусмотрена полоса шириной 250 мкм, не содержащая никаких активных элементов (рис. 2.63). Для небольших ИС с размером кристалла 1 мм X 1 мм эта полоса может составлять примерно половину общей площади кристалла.



2.22. Размер кристалла и уровень сложности ИС

Первый транзистор был создан в 1948 г. и представлял собой сплавной германиевый плоскостной прибор. Кремниевые приборы стали появляться в середине и в конце 1950-х годов, а первые интегральные схемы были получены в начале 1960-х годов. С тех пор размер и уровень сложности ИС росли очень быстро, о чем свидетельствует следующая хронологическая таблица.

Изобретение транзистора (на основе германия) 1948

Разработка кремниевых транзисторов 1955-1959

Разработка планерной технологии 1959

Появление первых ИС малого уровня интеграции (3- --I960

30 вентиль/кристалл) Появление ИС среднего уровня интеграции (СИС) (30- -1965-1970

300 вентиль/кристалл) Появление больших ИС (БИС) (300-3000 вентнль/кри> ~1970-1975

сталл)

Появление сверхбольших ИС (СБИС) (свыше 3000 вен- ~1975

тиль/кристалл)

Начало серийного выпуска СБИС (ЗУПВ с ннформацион- конец 1970-х

ной емкостью 64 К) Появление ЗУПВ емкостью 256 К начало 1980-х

ЗУПВ на 512 К, ПЗУ на 1 Мбит, сверхскоростные середина 1980-х

ИС (ССИС) на GaAs, трехмерные (многослойные) ИС,

КИД-технология

На протяжении всех этих лет эволюция ИС выражалась в весьма значительном увеличении плотности упаковки и в одновременном, хотя и не столь значительном увеличении площади


1985

Рис. 2.64. Рост числа схемных элементов на кристалле ИС практически следует «закону Мура», который гласит, что каждый год это число удваивается. (О. £. Мооте. «Progress in Digital Integrated Electronics*, IEEE, Intl. Electron Devices Meeting Tech. Digest, pp. 11-13, Washington, D. C. 1975, © 1975

IEEE.)



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