После выбора материала подложки приступают к выбору материала примесей. Здесь важнейшим критерием является необходимый тип проводимости полупроводникового материала, после легирования. Ниже представлена таблица 2.6, в которой описаны все материалы, используемые в качестве примесей. Важными параметрами примесей является предельная растворимость полупроводника и температура, при которой производят процесс легирования (см. таблицу 2.10).
Таблица 2.6 - Электрическое поведение наиболее распространенных примесей в важнейших полупроводниках[9, стр. 318]
|
Полупроводник |
Нейтральные примеси |
Доноры |
Акцепторы |
Примеси, создающие глубокие уровни |
|
Кремний Германий Арсенид галлия Фосфид галлия |
H, N, C, Ge, Sn, Pb, Ar H, N, C, Ge, Sn, Pb, Ar H, N, B, Al, In, P, Sb H, N, B, Al, In, As, Sb |
P, As, Sb, Li P, As, Sb, Li Si, Sn, Te, S, Se Si, Sn, Te, S, Se |
B, Al, Ga, In B, Al, Ga, In Zn, Cd, Be, Li Be, Mg, Zn, Cd, C |
Cu, Au, Zn, Mn, Fe, S, Ni Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Mn, Ni, Fe, S, Se, Te Cr, Fe, V, Ni, Mg, Au, Ge, Mn, Ag Cu, O, Ge, Co, Fe, Cr,Mn |
Для разработки интегральной микросхемы дифференциального каскада воспользуемся следующими элементами и их соединениями: в качестве полупроводниковой пластины будем использовать кремний; в качестве акцепторной примеси будем использовать бор и алюминий; фосфор – как донорную примесь. В качестве межэлементных соединений будем использовать алюминий. В качестве изолирующего диэлектрика будет применяться двуокись кремния SiO2.
Необходимо отметить, что при проектировании интегральной микросхемы производят совокупность определенных процессов, таких как фотолитография, легирование, очистка и др. При проведении этих процессов пользуются вполне определенным набором веществ. При проведении процесса фотолитографии используются фоторезисты, основные виды которых представлены в таблице 2.9. Травление осуществляется химическими веществами, которые описаны в таблице 2.8. При выборе материала для проведения шлифования, особое внимание акцентируют на размер зерен, от которого зависит качество шлифования и возможные повреждения поверхности полупроводникового материала в результате ее проведения. Основные типы порошков приведены в таблице 2.7
Таблица 2.7 - Характеристика абразивных и алмазных порошков
[9, стр.321]
|
Группа |
Номер зернистости |
Размер зерен основной фракции, мкм |
|
|
По ГОСТ 3647-71 |
По ГОСТ 9206-70 |
||
|
Абразивные шлифпорошки Абразивные микропорошки Абразивные тонкие микропорошки Алмазные микропорошки |
12 10 8 6 5 4 3 М63 М50 М40 М28 М20 М14 М10 М7 М5 - - - - - |
- - - - - - - - - - - - - - - - 60/40 40/28 28/20 20/14 14/10 |
160…125 125…100 100…80 80…63 63…50 50…40 40…28 63…50 50…40 40…28 28…20 20…14 14…10 10…7 7…5 5…3 60…40 40…28 28…20 20…14 14…10 |
|
|
1 - - - - - |
10/7 7/5 5/3 3/2 2/1 1/0 |
10…7 7…5 5…3 3…2 2…1 1 и менее |
Таблица 2.8 - Основные кислотные травители для кремния
[9, стр. 78]
|
Тип травителя |
Обьемный состав |
Применение |
Время травления |
|
СР-8 СР-4А Травитель Уайта Травитель Деша |
HNO3:HF=2:1 HNO3:HF: :CH2COOH=5:3:5 HNO3:HF=3:1 HNO3:HF: :CH2COOH=3:1:8 |
Химическое полирование Химическое полирование и выявление границ p-n-переходов Химическое полирование плоскостей(111) Медленное химическое полирование любых плоскостей |
1…2 мин 2…3 мин 15 с 1…16 ч |
Таблица 2.9 - Характеристики некоторых фоторезистов[9, стр. 104]
|
Марка фоторезиста |
Разрешающая способность при толщине слоя 1 мкм |
Кислотостойкость по плотности дефектов, мм-2, не более |
Стойкость к проявителю, с |
Кинематическая вязкость в состоянии поставки при 20°С |
|
ФП-307 ФП-309 ФП-330 ФП-333 ФП-334 ФП-383 ФП-РН-7 ФП-617 ФП-617П ФП-626 ФН-106 ФН-108 |
500 400 400 500 400 400 400 500 500 500 200 400 |
0,35 0,5 0,75 0,2 0,2 0,2 0,2 0,05 0,005 0,005 0,4 0,25 |
90 - 60 180 600 180 40 30 40 30 - - |
6 6 5,9 6 4,5 6…2,5 2…2,5 21…26 8…15 20,5…25,5 7 3,5 |
Таблица 2.10 - Предельная растворимость примесей в кремнии[9, стр. 189]
|
Примесь |
Предельная растворимость, см-2 |
Температура, °С |
|
Алюминий Бор Фосфор Галлий Индий Сурьма Мышьяк Золото |
1019…1020 5*1020 1,3*1021 4*1019 1019 6*1019 2*1021 1017 |
1150 1200 1150 1250 1300 1300 1150 1300 |
Одним из важных моментов в разработке микросхемы является ее корпус. При выборе корпуса руководствуются конструктивно - технологическими характеристиками. Огромное влияние оказывает диапазон рабочих температур, механическая прочность, климатические условия, в котором, как предполагается, будет работать микросхема и т.д. Классификация корпусов ИС помещена в таблице 2.11. Конструктивно – технологические характеристики некоторых корпусов ИС помещены в таблице 2.12 .
При выборе корпуса внимание было акцентировано на универсальность и простоту монтажа схемы.
Кроме того, пластмассовые прямоугольные корпуса обладают рядом преимуществ перед остальными типами корпусов, регламентируемых ГОСТом 17-467-79. А именно: небольшая высота корпуса, позволяющая уменьшить объем радиоэлектронного узла: возможность создания корпуса с большим числом выводов; позволяют применять различные методы их присоединения к печатной плате.
Таблица 2.11 - Классификация корпусов ИС по ГОСТ 17-467-79
[7, стр 301]
|
Тип |
Подтип |
Форма корпуса |
Расположение выводов |
|
|
1 |
11 |
Прямоугольная |
Выводы расположены в пределах проекции тела корпуса |
перпендикулярно, в один ряд |
|
12 |
Перпендикулярно в два ряда |
|||
|
13 |
Перпендикулярно в три и более ряда |
|||
|
14 |
Перпендикулярно по контуру прямоугольника |
|||
|
2 |
21 |
Прямоугольная |
За пределами проекции тела корпуса |
Перпендикулярно в два ряда |
|
22 |
Перпендикулярно в четыре ряда в шахматном порядке |
|||
|
3 |
31 |
Круглая |
В пределах проекции тела корпуса |
Перпендикулярно по одной окружности |
|
32 |
Овальная |
В пределах проекции тела корпуса |
||
|
33 |
Круглая |
За пределами проекции тела корпуса |
||
|
4 |
41 |
Прямоугольная |
За пределами проекции тела корпуса |
Параллельно по двум противоположным сторонам |
|
42 |
Параллельно по четырем сторонам |
|||
|
5 |
51 |
Прямоугольная |
В пределах проекции тела корпуса |
Металлизированные контактные площадки по периметру корпуса |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
