Р-канальный полевой транзистор с изолированным затвором

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Специальность: Проектирование и производство радиоэлектронных средств КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По курсу КиТИИЭ Контрольная работа на тему Р-канальный полевой транзистор с изолированным затвором Минск, 2012

1.

Введение

.

2. Анализ структуры

3. Технологический процесс изготовления р-канального МДП транзистора.

4.

Заключение

.

5.

Литература

.

Введение

Одним из основных достижений микроэлектроники является создание на основе фундаментальных и прикладных наук новой элементной базы — интегральных микросхем.

Развитие вопросов проектирования и совершенствование технологии позволило в короткий срок создать высокоинтегрированные функциональные узлы, например в виде больших (БИС), сверхбольших (СБИС), ультрабольших (УБИС) микросхем и программируемых устройств — микропроцессоров.

Интегральные изделия имеют малые габариты, экономное потребление энергоресурсов, низкую стоимость и высокую надежность, что позволило развить электронику в интегральную и функциональную микроэлектронику, далее в наноэлектронику.

Это в свою очередь создает базу интенсивного развития современного общества во всех сферах (медицина, информатика, автоматизация техпроцессов и др.).

Типы ИМС, конструкция элементов и компонентов Интегральная микросхема (ИМС) — вполне установившийся термин, означающий конструктивно законченное изделие микроэлектронной техники, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки информации (сигнала), изготовленное в едином технологическом цикле, воспринимаемое (неразделимой частью) как компонент в устройстве электронной техники.

Интегральные микросхемы чаще всего имеют ряд общих конструктивных признаков рис. 1.

Рисунок 1. Конструкция интегральной микросхемы.

1-подложка или кристалл; 2-корпус; 3-крышка; 4-внешние выводы; 5-гибкие выводы.

Основной, определяющей тип ИМС, частью является подложка или кристалл 1. В ней или на ее поверхности формируются элементы, реализующие схемотехническую задачу. Корпус 2, крышка 3, внешние 4 и гибкие 5 выводы выполняют ряд вспомогательных задач: защиту от внешних воздействий, коммутацию входных и выходных сигналов, удобство монтажа и т. п.

В зависимости от типа подложки и способа реализации элементов различают полупроводниковые и пленочные ИМС.

В полупроводниковых ИМС элементы выполняются непосредственно в поверхностном слое на небольшом расстоянии друг от друга с коммутацией в виде тонкопленочных дорожек на поверхности рис. 2.

В полупроводниковых ИМС выполняются с хорошей воспроизводимостью выходных параметров активные элементы (транзисторы, диоды и др.), в то же время нерационально из-за большой площади изготавливать пассивные элементы.

Эта особенность позволяет выполнять множество различных устройств типа генераторов, пускателей, детекторов и др. Применение таких ИМС дает существенное уменьшение веса (массы), габаритов, снижения энергопотребления, повышения надежности. На полупроводниковых ИМС удается организовать наиболее компактные устройства.

В пленочных ИМС элементы выполняются на поверхности пассивной подложки (стекло, керамика, ситалл и др.) в виде тонких и толстых пленок.

Рисунок 2. Полупроводниковые элементы ИМС.

1-подложка кремневая; 2-плонарный транзистор; 3-интегральный резистор.

В пленочных ИМС затруднительно получение активных элементов, однако есть прекрасные возможности для формирования всего набора пассивных (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и др.) элементов достаточно широкого диапазона номиналов с хорошей воспроизводимостью.

Транзисторы со структурой МДП представляют собой одну из разновидностей полевых транзисторов — активных полупроводниковых приборов, в которых используются эффекты дрейфа основных носителей под действием продольного электрического поля и модуляции дрейфового тока поперечным электрическим полем. Действие полевых транзисторов основано на перемещении только основных носителей заряда в полупроводниковом материале, в связи, с чем эти транзисторы называют униполярными в отличие от биполярных, использующих оба типа носителей.

МДП-транзисторы имеют существенные преимущества перед биполярными по конструкции (размеры и занимаемая ими площадь относительно невелики, в принципе, отсутствует необходимость их изоляции) и электрофизическим параметрам (низкий уровень шумов, устойчивость к перегрузкам по току, высокие входное сопротивление и помехоустойчивость, малая мощность рассеивания, низкая стоимость).

В то же время БИС на МДП-транзисторах уступают БИС на биполярных транзисторах в технологической воспроизводимости, стабильности параметров и быстродействии.

Технологический процесс Технические условия на интегральные микросхемы (как и на другие изделия электронной техники) представляют собой комплекс основных требований, которым они должны удовлетворять. В состав требований входят выходные параметры, условия эксплуатации, хранения и др. Технические условия могут быть общие, частные, временные и некоторые другие. Общие технические условия устанавливают требования ко всем типам ИМС опытного, серийного и массового производства.

Наибольшее распространение получили следующие маршруты производства: технология МДПИМС на p-канальных транзисторах с алюминиевыми и кремниевыми затворами.

Технологический процесс:

1 — окисление кремниевой пластины n-типа; 2 — фотолитография для вскрытия окон под области стоков, истоков и диффузионных шин; 3 — локальная загонка примесир-типа в поверхностную область будущих стоков и истоков методом ионного легирования и второе окисление с одновременной разгонкой примеси;4 — фотолитография для удаления окисла с подзатворных областей; 5 — формирование подзатворного ди-электрика окислением в сухом кислороде и дополнительная разгонка примеси в областях стоков и исто-ков; 6 — фотолитография для вскрытия окон под контакты к областям стока, истока и диффузионным шинам; 7 — нанесение пленки алюминия и фотолитография для создания рисунка разводки; 8 — нанесение пассивирующего слоя ФСС с последующим фотолитографическим вскрытием окон над контактными площадками и областями скрайбирования Технологический процесс изготовления p-канального МДП транзистора представлен на рисунке 3:

интегральный микросхема транзистор сигнал Рисунок 4. Полевой транзистор p-типа.

Заключение

Полупроводниковая интегральная схема (ИС) изготовляется на подложке монокристаллического кремния площадью 1…10 мм2. На столь малой площади располагается несколько десятков (иногда сотен) пассивных и активных интегральных элементов: транзисторов (полевых, биполярных, p-n-pи n-p-n-типов, малосигнальных, мощных импульсных), диодов, резисторов, конденсаторов. Эти элементы объединяются в схему, которая должна удовлетворять нескольким требованиям: иметь заданные электрические параметры, быть многофункциональной в применении, технологичной для массового производства, обладать малой себестоимостью и большой надежностью.

Интегральные микросхемы на транзисторах со структурой металл — диэлектрик — полупроводник получили широкое распространение, и их производство составляет значительную долю продукции электронной промышленности. Они занимают доминирующее положение при выпуске таких изделий микроэлектроники, как полупроводниковые оперативные и постоянные запоминающие устройства, БИС электронных микрокалькуляторов, БИС микропроцессорных наборов.

1. Ненашев А. П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. для радиотехнических спец. вузов. — Мн.: Высшая школа, 2000.

2. Основы конструирования изделий радиоэлектроники: Учеб. пособие / Ж. С. Воробьева, Н. С. Образцов, И. Н. Цырельчук и др. — Мн.: БГУИР, 2001.

3.Курносов А. И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. — М.: Высшая школа, 1986. — 386 с.

4.Матсон Э. А. Конструирование и технология микросхем. — Минск, Вышэйшая школа, 1989. 207 с.