双极型集成电路的制造工艺,是在平面工艺基础上发展起来的。与制造单个双极型晶体管的平面工艺相比,具有若干工艺上的特点。
1.双极型集成电路中各元件之间需要进行电隔离。集成电路的制造,先是把硅片划分成一定数目的相互隔离的隔离区;然后在各隔离区内制作晶体管和电阻等元件。在常规工艺中大多采用PN结隔离,即用反向PN结达到元件之间相互绝缘的目的。除PN结隔离以外,有时也采用介质隔离或两者混合隔离法(见隔离技术)。
2.双极型集成电路中需要增添隐埋层。通常,双极型集成电路中晶体管的集电极,必须从底层向上引出连接点,因而增加了集电极串连电阻,这不利于电路性能。为了减小集电极串连电阻,制作晶体管时在集电极下边先扩散一层隐埋层,为集电极提供电流低阻通道和减小集电极的串联电阻。隐埋层,简称埋层,是隐埋在硅片体内的高掺杂低电阻区。埋层在制作集成电路之前预先“埋置”在晶片体内。其工艺过程是:在 P型硅片上,在预计制作集电极的正下方某一区域里先扩散一层高浓度施主杂质即N+区;而后在其上再外延生长一层N型硅单晶层。于是,N型外延层将N+区隐埋在下面,再在这一外延层上制作晶体管。
3.双极型集成电路通常采用扩散电阻。电路中按电阻阻值大小选择制备电阻的工艺,大多数是利用晶体管基区P型扩散的同时,制作每方约 150~200欧·厘米的P型扩散电阻。但是,扩散电阻存在阻值误差大、温度系数高和有寄生效应等缺点。除采用扩散电阻外,有时也采用硅单晶体电阻。
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