Производство

Производство интегральных микросхем можно поделить на следующие этапы:

 

1. Окисление – создание пленки диоксида кремния, которая является отличным диэлектриком, защищающая пластину от воздействия внешней среды

2. Фотолитография – защита определенных участков пластины. Минимальный размер деталей рисунка — половина длины волны (определяется дифракционным пределом). Электронно-лучевая литография позволяет достигать разрешения в 1 нм благодаря более короткой длине волны электронов по сравнению со светом

3. Травление – позволяет делать «окна» в пленке, что позволяет получить доступ к поверхности самого кристалла

4. Диффузия – формирование p- и n- областей на заданных участках полупроводника. Существует также более сложная технологически двухэтапная диффузия. Она позволяет более точно дозировать количество введенных примесей, благодаря чему процесс легче контролировать. Помимо это в конце процесса обрабатываемый участок оказывается покрытым защитной окисной пленкой

5. Ионное легирование – облучение полупроводниковой пластины ускоренными до определенной скорости ионами примесей. Это хорошо контролируемый процесс

6. Эпитаксия – процесс ориентированного наращивания путем осаждения при высокой температуре слоя полупроводника на поверхности полупроводниковой пластины

7. Напыление – создание контактных площадок и проводников

 

Гибридные интегральные микросхемы (ГИС)

По сравнению с полупроводниковыми интегральными микросхемами ГИС имеет лучшие электрические характеристики пассивных элементов (более высокая добротность, температурная и временная стабильность, меньшее число и менее заметное влияние паразитных элементов). Также при гибридном исполнении можно обеспечить изготовление изделий достаточно большой мощности, что важно при создании аналоговых устройств, управляющих мощными входными цепями.

 

ГИС состоит из изолирующего основания (подложки), на поверхности которого методом напыления через маски или нанесением специальных паст размещены пленочные элементы (резисторы, конденсаторы, индуктивные катушки, проводники). Для защиты ГИС помещают в корпус

 

· Пленочный резистор. Располагается на поверхности диэлектрической подложки. Наносится на нее путем напыления хрома, нихрома или других материалов. Сопротивление такого резистора зависит от материала, толщины напыляемого слоя, геометрических размеров и конфигураций проводящей дорожки

· Пленочный конденсатор. Такие конденсаторы относятся к числу наиболее распространенных элементов ГИС. Представляет собой структуру состоящую из 3 слоев (две металлические пленки разделенные пленкой диэлектрика). Характеристики конденсатора определяются свойствами применяемых материалов.

· Индуктивная катушка. Изготавливаются в виде пленочных спиралей. Толщина пленочной спирали зависит от рабочей частоты и определяется глубиной проникновения электромагнитной волны в материал пленочного проводника. Для изготовления пленочных спиралей применяют материалы с высокой электропроводностью.

· Проводники. Выполняются в виде пленочных дорожек из металлов с высокой удельной электрической проводимостью (алюминия, меди, золота)

 

ГИС широко используется в аналоговой аппаратуре, благодаря использованию различных навесных компонентов, которые дают высокие схемотехнические возможности. ГИС позволяют реализовать широкий класс функциональных электронных схем – усилителей, преобразователей, коммутаторов, вторичных источников питания, являясь при этом экономически целесообразными в условиях серийного и даже мелкосерийного производства.

 

ГИС – широко распространенный, постоянно совершенствующийся, развивающийся конструктивно-технологический вариант изготовления изделий микроэлектроники. Создание ГИС – одна из ступеней микроминиатюризации микроэлектронных устройств, комплексов и систем, перспективное направление развития научно-технического прогресса в области микроэлектроники.