Разработка физической структуры кристалла и технологического маршлута изготовления ИМС

4 Разработка физической структуры кристалла и технологического маршлута изготовления ИМС

Схема электрическая принципиальная разработана на основе биполярных транзисторов. Поэтому примем структуру кристалла изготовляемую по стандартной эпитаксиально – плонарной биполярной техпологии.

Для уменьшения площади кристалла ИМС в структуре предусмотреим двустороннюю разделительную диффузию. Для создания конденсаторов на основе МДП структуры необходимо предусмотреть наличие слоя Si₃N₄ под металической обкладкой.

В исходном кристалле TDA16846 имеется слой поликремния на котором выполнены большинство резисторов схемы, Так как ИМС проектируется для изготовления ее на предприятии ОАО Орбита, где отсутствует отработанная технология изготовления резисторов на поликремнии, то в структуру кристалла включим специальный резистивный слой,который представляет из себя слой p- типа проводимомти с поверхностным сопротивлением 700 Ом/ڤ.

При разработке физической структуры также необходимо учитывать что изготавливаться данная ИМС будет на предприятии ОАО “Орбита”. Поэтому будем придерживаться тех параметров структуры которые наиболее отработана на предприятии и хорошо конролируются.

Изобразим структуру кристалла разработанную с учетом вышеперечисленных особенностей. Так как самый сложный элемент структуры транзистор, то приведем структуру n-p-n и p-n-p– транзисторов Чтобы отобразить все слои структуры ИМС покажем также МДП конденсатор и резистор на резистивном слое. (рисунок 4.1).

1,2 – выводы резистора;

3,4,5 – выводы конденсатора.

Рисунок 4.1 – Физическая структура ИМС, а) n-p-n транзистор и резистор на резисторном слое, б) p-n-p транзистор и МДП конденсатор.

В состав ИМС входят следующие элементы:

а) NPN - транзисторы;

б) PNP - транзисторы горизонтальные;

в) резисторы на базовом слое;

г) резисторы на резисторном слое;

д) МДП- конденсаторы.

Используя данные о всех элементах используемых в схеме ИМС и слоях необходимых для создания данных элементов разработаем технологический маршрут изготовления ИМС.

Технологический маршрут изготовления ИМС

Исходный материал КДБ 10 (111)

Окисление

ФЛ “N+скр. слой”

ЖХТ +снятие Ф/Р.

Травление микрорельефа.

Диффузия сурьмы, 2 стадии.

Окисление 0,3 мкм.

ФЛ “Р+скр. слой”

И.Л. бора+отжиг.

Эпитаксия 10 мкм.

Окисление 0,3 мкм.

Травление SiO₂.

Окисление 0,3 мкм.

Диффузия n+ - вертикального слоя.

Окисление 0,35 мкм.

ФЛ резисторный слой.

И.Л. резисторный слой.

Отжиг резисторного слоя.

ФЛ Базовый слой.

ИЛ Базовый слой

Отжиг базы.

ФЛ Эмиттерный слой.

Осаждение фосфора (1-я стадия).

Диффузия эмиттера (2-я стадия).

Осаждение Si₃N_4.

ФЛ Контактные окна.

ПХТ Контактные окна.

Подгонка Вст., контроль Вст.

Напыление Al-Si; 0,5 мкм.

ФЛ. “Ме-1” + ЖХТ

Осаждение ИД

ФЛ. ИД + ПХТ. ИД

Напыление “Ме-2” - Al-Si 1,2 мкм.

ФЛ “Ме-2” + ЖХТ. “Ме-2”.

Осаждение пассивирующего диэлектрика

ФЛ пассивации + ЖХТ.

Вплавление + контроль ВАХ.

Параметры разработанной физической структуры ИМС приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры физической структуры

Основные электрические пареметры элементов разработанной ИМС приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Электрические параметры элементов