Полупроводниковые интегральные схемы
5

 Вся полупроводниковая ИС создаётся в объёме одного кристалла, обычно кремния. В процессе изготовления ИС и сходный монокристалл кремния диаметром 40 – 50 мм разрезается на пластины толщиной 1 мм, которые шлифуются и полируются. Затем отдельные области кристалла подвергаются различным видам воздействия, в результате чего в них изменяются свойства и они могут выполнять роль отдельных элементов схемы.

Наибольшее распространение при изготовлении ИС получила так называемая планарная технология, в основе которой лежит метод контролируемой диффузии примесей в локальные области пластины кремния. Иногда используют эпитаксиальную технологию – на полупроводниковой подложке наращивают тем или иным способом плёнки, обладающие различными электрофизическими свойствами.

Рассмотрим, для примера, технологию создания биполярного транзистора. Следует отметить, что транзистор является основной структурой полупроводниковой ИС, другие элементы – диоды, резисторы, конденсаторы изготавливаются в кремниевой подложке параллельно в течение одной или более операций, выполняемых в процессе производства транзисторов.

Первоначально создаётся изоляция между отдельными элементами ИС. Чаще всего изоляция производится с помощью р – п перехода. На исходную подложку р – типа наносится эпитаксиальный слой п – типа (рис. 1.1, а). Далее путём термического окисления на поверхности эпитаксиального слоя создаётся плёнка SiO2. В слое SiO2 c помощью фотолитографии создаются окна, через которые проводится диффузия акцептора на глубину большую толщины эпитаксиального слоя – рис. 1.1, б. В результате этих операций в кристалле кремния образуются области п - типа, со всех сторон окружённые полупроводником р – типа. В п – областях и формируются элементы ИС. Отдельные п – области включены между собой как бы через 2 встречные р – п перехода. При любой полярности приложенного напряжения один из переходов включён в запирающем направлении, именно он и обеспечивает изоляцию между п – областями.