МОП-структура полевых транзисторов, устройство, свойства, применение

МОП-структура (металл — оксид — полупроводник) — наиболее широко используемый тип полевых транзисторов. Структура состоит из металла и полупроводника, разделённых слоем диоксида кремния (SiO2)

Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором.

МОП-транзисторы находят широкое применение в современной энергетической электронике. По сравнению с другими полупроводниковыми приборами, такими как биполярные транзисторы или тиристоры, они обладают следующими преимуществами:

1. Малое время переключения и, вследствие этого, малые потери при переключении;

2. Малая мощность, затрачиваемая на переключение;

3. Возможность использования хорошо отработанных технологий производства МОП-интегральных схем.

16. Определение, классификация, разновидности, графическое изображение, схемное обозначение интегральных микросхем (ИМС).

Определение - Интегральная микросхема - (ИМС) - это совокупность электрически связанных компонентов (транзисторов, диодов, резисторов и др.), изготовленных в едином технологическом цикле на единой полупроводниковой основе (подложке).

Классификация - Степень интеграции

В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем:

· малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле,

· средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле,

· большая интегральная схема (БИС) — до 10 тыс. элементов в кристалле,

· сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — более 10 тыс. элементов в кристалле.

Технология изготовления

· Полупроводниковая микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия, оксид гафния).

· Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:

· толстоплёночная интегральная схема;

· тонкоплёночная интегральная схема.

· Гибридная микросхема (также микросборка) — кроме полупроводникового кристалла содержит несколько бескорпусных диодов, транзисторов и(или) других электронных компонентов, помещённых в один корпус.

· Смешанная микросхема — кроме полупроводникового кристалла содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

Вид обрабатываемого сигнала

· Аналоговые.

· Цифровые.

· Аналого-цифровые.

Графическое изображение -

ПЕРЕДЕЛАЙТЕ!(17. Технология изготовления элементов в полупроводниковых ИМС

К материалам, используемым в производстве приборов и микросхем, предъявляют высокие требования по чисто­те и совершенству структуры. Для осуществления большинства технологических операций используют уникальное по характерис­тикам оборудование: оптико-механическое, термическое, ионно-лу­чевое. Процессы осуществляются в специальных обеспыленных, помещениях с заданными влажностью и температурой.

Технологический маршрут — это последовательность технологичес­ких операций обработки полупроводниковых пластин, применяе­мых для изготовления данного типа ПП или ИМС. Документом, содержащим описание маршрута, является маршрутная карта. Она позволяет судить о перемещении изготовляемого прибора по всем операциям, указывает оборудование, материалы, трудовые нормативы и средства контроля. Проведение каждой технологиче­ской операции регламентируется операционной картой, содержа­щей описание операции с указанием технологических режимов изготовления структуры или прибора и технологической оснастки. Технологические процессы изготовления различных ПП и ИМС многообразны. Можно выделить ряд общих технологических опе­раций и примерно одинаковую их последовательность. Типовым маршрутом изготовления планарного ПП или ИМС определяется последовательность из ряда основных операций.

Исходные полупроводниковые пласти­ны — эпитаксиальные структуры, например п-п+-типа, или моно- кристаллические подложки с электропроводностью п- или р-типа, полученные в качестве полуфабриката с завода-изготовителя, под­вергают очистке, промывке, травлению с целью удаления с поверхности пластин загрязнений и частиц пыли. Слой с электропровод­ностью п-типа в эпитаксиальной структуре составит в буду­щих транзисторах коллекторную область.

Создание топологического рисунка. Чтобы в эпитаксиальной структуре сформировать области с электропроводностью р-типа, необходимо обеспечить проведение локальной диффузии через окна — отверстия в защитной маске. Размеры этих окон задают с помощью процесса фотолитографии. Маской, препятствующей диф­фузии, служит пленка диоксида кремния. Выращивание ее являет­ся необходимой стадией планарного Технология полупроводникового производства базируется в на­стоящее время на таких сложных прецизионных процессах обра­ботки, как фото- и электронолитография, оксидирование, ионно­плазменное распыление, ионная имплантация, диффузия, термо­компрессия и др. К материалам, используемым в производстве приборов и микросхем, предъявляют высокие требования по чисто­те и совершенству структуры. Для осуществления большинства технологических операций используют уникальное по характерис­тикам оборудование: оптико-механическое, термическое, ионно-лу­чевое

18. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТАВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В СОВМЕЩЕННЫХ ИМС
Технология изготовления пленочных резисторов и конденсаторов позволяет получить пассивные элементы с большим диапазоном номинальных значений, более высокой температурной стабильностью и меньшими допусками. Поэтому ИМС, изготовленные по совмещенной технологии, сочетают высокую степень интеграции монолитных ИМС с хорошими электрическими параметрами. Однако эти достоинства совмещенных ИМС достигаются за счет увеличения числа технологических операций. Причем при нанесении тонких пленок для формирования резисторов и конденсаторов нарушается единство технологического цикла, поскольку эта операция выполняется обычно в вакууме, тогда как транзисторы формируются в окислительной среде. Увеличение числа технологических операций и их усложнение непременно связаны с удорожанием изделий, а также с уменьшением процента выхода годных ИМС. По этим причинам технология изготовления совмещенных ИМС в основном используется для изготовления цифровых ИМС микроваттного диапазона, где требуются большие номиналы сопротивлений в сочетании с малыми размерами и малыми температурными коэффициентами элементов.

Дата добавления: 2015-05-06