Разделы сайта

Характеристики материалов и структура ППИС

Для изготовления полупроводниковых интегральных схем используют в большинстве случаев пластины монокристаллического кремния p- или n- типа проводимости, снабженными эпитаксиальными и так называемыми “скрытыми” слоями (рис. 1).

Рис.1. Структура элементов полупроводниковой ИС.

Кремний в химическом отношении при комнатной температуре является весьма инертным веществом - не растворяется в воде и не реагирует со многими кислотами в любых количествах, устойчив на воздухе даже при температуре 900ºС, при повышении температуры - окисляется с образованием двуокиси кремния. Вообще, при нагревании кремний легко реагирует с галогенами, хорошо растворим во многих расплавах металлов.

Далее в качестве подложки будет рассматриваться кремний, у которого следующие преимущества перед германием:

. Большая ширина запрещённой зоны, что даёт возможность создавать резисторы с большими номинальными значениями;

. Более высокие рабочая температура и удельные нагрузки;

. Транзисторы работают при значительно больших напряжениях;

. Меньшие токи утечки в p-n переходах;

. Более устойчивая к загрязнениям поверхность;

. Плёнка двуокиси кремния, созданная на его поверхности, имеет коэффициенты диффузии примесей значительно меньше, чем сам кремний. [5, с.144-156].

После выбора материала подложки приступают к выбору материала примесей. Здесь важнейшим критерием является необходимый тип проводимости полупроводникового материала, после легирования. В качестве легирующих примесей, с помощью которых изменяют проводимость исходного материала пластины, применяют соединения бора, сурьмы, фосфора, алюминия, галлия, индия, мышьяка, золота. Применяемые материалы должны обладать очень высокой чистотой: содержание примесей в большинстве материалов, используемых при изготовлении полупроводниковых микросхем, не должно превышать 10-5 .10-9 частей основного материала.

В таблице 3 описаны материалы, используемые в качестве примесей. Важными параметрами примесей является предельная растворимость полупроводника и температура, при которой производят процесс легирования.

Таблица 3. Наиболее распространенные примеси в полупроводниках [3, с. 318].

Полупроводник	Нейтральные примеси	Доноры	Акцепторы	Примеси, создающие глубокие уровни
Кремний	H, N, C, Ge, Sn, Pb, Ar	P, As, Sb, Li	B, Al, Ga, In	Cu, Au, Zn, Mn, Fe, S, Ni
Германий	H, N, C, Ge, Sn, Pb, Ar	P, As, Sb, Li	B, Al, Ga, In	Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Mn, Ni, Fe, S, Se, Te
Арсенид галлия	H, N, B, Al, In, P, Sb	Si, Sn, Te, S, Se	Zn, Cd, Be, Li	Cr, Fe, V, Ni, Mg, Au, Ge, Mn, Ag
Фосфид галлия	H, N, B, Al, In, As, Sb	Si, Sn, Te, S, Se	Be, Mg, Zn, Cd, C	Cu, O, Ge, Co, Fe, Cr, Mn

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Самое читаемое:

Использование микроконтроллера в системах управления
В современных системах управления микропроцессорная техника все чаще и чаще находит себе место. Это объясняется простотой ее внедрения, использования и модификации. Микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде одной БИС и включающие в себя все устройства необходимые для реализации цифро ...