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
Содержание
1. Введение.
. Анализ структуры
. Технологический процесс
изготовления р-канального МДП транзистора.
. Заключение.
. 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
Интегральные микросхемы чаще всего имеют ряд
общих конструктивных признаков рис.1.
Рисунок 1. Конструкция интегральной микросхемы.
-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.
-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 МДП- ИМС на p-канальных транзисторах с
алюминиевыми и кремниевыми затворами.
- 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-p-
и 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.
Литература
1.
Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. для
радиотехнических спец. вузов. - Мн.: Высшая школа, 2000.
.
Основы конструирования изделий радиоэлектроники: Учеб. пособие / Ж.С.
Воробьева, Н.С. Образцов, И.Н. Цырельчук и др. - Мн.: БГУИР, 2001.
.Курносов
А. И., Юдин В. В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных
микросхем. - М.: Высшая школа, 1986. - 386 с.
.Матсон
Э. А. Конструирование и технология микросхем. - Минск, Вышэйшая школа, 1989.
207 с.