Реферат Розробка інтегральних мікросхем

Тема: Курсовые проекты

У хімічному відношенні при кімнатній температурі він є досить інертною речовиною - не розчиняється у воді і не реагує з багатьма кислотами в будь-яких кількостях, стійкий на повітрі навіть при температурі 900 Вє С, при підвищенні температури - окислюється з утворенням двоокису кремнію. Взагалі, при нагріванні кремній легко реагує з галогенами, добре розчинний у багатьох розплавах металів. Атоми елементів валентністю 3,5 є донорами і акцепторами, створюючи дрібні рівні в забороненій зоні. Елементи 1,2,6,7 вносять глибокі рівні в заборонену зону і вносять зміни під час життя неосновних носіїв заряду. Акцепторний рівень розташований у верхній половині забороненої зони [5, стор.145-156]. p> У розробляється МС в якості підкладки буде застосовуватися кремній, у якого такі переваги перед германієм:

1. Велика ширина забороненої зони, що дає можливість створювати резистори з великими номінальними значеннями;

2. Більш високі робоча температура і питомі навантаження;

3. Транзистори працюють при значно більших напругах;

4. Менші струми витоку в pn-переходах;

5. Більш стійка до забруднень поверхню;

6. Плівка двоокису кремнію, створена на його поверхні, має коефіцієнти дифузії домішок значно менше, ніж сам кремній [5. стор 135-144,144-156].

Для розробки інтегральної мікросхеми генератора напруги будемо використовувати наступні елементи та їх сполуками: в якості напівпровідникової пластини будемо використовувати кремній. В якості домішки будемо використовувати бор; фосфор і сурма - як донорно домішка. В якості ізолюючого діелектрика буде застосовуватися двоокис кремнію SiO 2 , яка в свою чергу характеризується наступним:

1. утворює рівномірний, суцільне, міцне покриття на поверхні монокристалічного кремнію; допускає суворий контроль товщини і має коефіцієнт термічного розширення, приблизно рівний такому ж коефіцієнту кремнію;

2. захищає кремній від дифузії;

3. є ізоляційним матеріалом з достатньою величиною діелектричної постійної;

4. легко стравлюється або віддаляється з локальних ділянок;

5. забезпечує захист поверхні кремнію.

У напівпровідникових МС межелементние зв'язку здійснюються за допомогою плівкових провідників. Матеріали провідників повинні забезпечувати низькоомним контакт до кремнієвих електродів, володіти хорошим зчепленням з діелектриком і кремнієм, бути металургійні сумісним з матеріалами, які застосовуються для приєднання зовнішніх висновків до контактних майданчикам. Основними матеріалами при отриманні сполук для напівпровідникових ІМС є золото і алюміній. У деяких випадках знаходять застосування нікель, хром, срібло. Основним недоліком золота є його погана адгезія до плівки двоокису кремнію. Тому в якості матеріалу для розводки і контактних майданчиків будемо застосовувати алюміній, який має гарну адгезію до кремнію і його оксиду, хорошою електропровідністю, легко наноситься на поверхню ІМС у вигляді тонкої плівки, дешевше. В якості зовнішніх висновків будемо застосовувати золоту дріт, оскільки алюміній характеризується зниженою механічної міцністю. p> Необхідно відзначити, що одним з критеріїв вибору матеріалу для підкладки є певні вимоги, пропоновані до подложкам протягом всього процесу виготовлення мікросхеми. Електрофізичні характеристики монокристалічних напівпровідникових пластин і їх кристалографічна орієнтація повинні забезпечувати отримання мікросхем з заданими властивостями. Виходячи з цього, на етапі проектування вибирають необхідну орієнтацію і марку напівпровідникового матеріалу, а в процесі виготовлення пластин виконують контроль кристалографічної орієнтації та основних електрофізичних параметрів. У разі необхідності пластини класифікують за значеннями електрофізичних параметрів. Основні вимоги до пластин кремнію представлені в таблиці 2.4

Таблиця 2.4 - Основні вимоги до пластин кремнію [9, стор 319]

Характеристика пластин

Діаметр, мм

Допустимі значення

Точність кристалографічної орієнтації робочої поверхні

Відхилення діаметра

Відхилення товщини від номіналу в партії

Відхилення товщини від номіналу по пластині

Довжина базового зрізу

Довжина додаткових зрізів

Непаралельність сторін (клиновидность)

76; 100