双极工艺课件.ppt

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1、TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL集成电路制造工艺1TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL双极集成电路的基本工艺双极集成电路中元件结构2TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL1.二极管（PN结）正方向反方向VI电路符号：+-有电流流过没有电流流过对于硅二极管，正方向的电位差与流过的电流大小无关，始终保持0.6V-0.7V双极集成电路的基本元素P-SiN-Si+-3TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL1.二极管（PN结）双极集成电路的基本元素np4T

2、TLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL2.双极型晶体管双极集成电路的基本元素pnpB端E端C端ECBnpnB端E端C端CBENPNBECPNPBEC5TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECLCBENPNBEC?BCEnpnBCE6TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL§1.1.1双极集成电路中元件的隔离BECnpnBECnpnCBECBEEBEBC7TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECLBECpnBECpnnn双极集成电路中元件的隔离介质隔离PN隔离BECp

3、n+nBECpnn+n+n+n+n+P-SiP+P+P+S8TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL§1.1.2双极集成电路元件的形成过程结构和寄生效应发射区(N+型)衬底(P型)双极集成电路元件断面图BECpn+n-epin+P-SiP+P+S四层三结结构的双极晶体管基区(P型)集电区(N型外延层)n+-BL9TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL双极集成电路等效电路CBEpn+n-epin+n+-BLP-SiP+P+SC(n)B(p)E(n+)npnpnpS(p)等效电路10TTLI

4、2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程1:衬底选择确定衬底材料类型CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLP型硅(p-Si)确定衬底材料电阻率ρ≈10Ω.cm确定衬底材料晶向P型硅(p-Si)11TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程2:第一次光刻----N+隐埋层扩散孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLP-Si衬底N+隐埋层12TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI

5、2LECL具体步骤如下：1．生长二氧化硅（湿法氧化）：Si(固体)+2H2OSiO2（固体）+2H2Si-衬底SiO213TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL2．隐埋层光刻：涂胶腌膜对准曝光光源显影14TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECLAs掺杂（离子注入）刻蚀（等离子体刻蚀）去胶N+去除氧化膜3．N+掺杂：N+15TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECLP-SiTepiCBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLTepi典型PN结隔离双极集成电路中元件的

6、形成过程3:外延层淀积主要设计参数外延层的电阻率ρ;外延层的厚度Tepi;AA’Tepi>xjc+xmc+TBL-up+tepi-oxTBL-uptepi-oxxmcxjc16TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程4:第二次光刻----P隔离扩散孔光刻17TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程5:第三次光刻----P区基区扩散孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL18TTLI2LE

7、CLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程6:第四次光刻----N+发射区扩散孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL19TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程7:第五次光刻----引线孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL20TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程8:铝淀积21TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI

8、2LECL典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程9:第六次光刻----铝反刻22TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL双极集成电路元件断面图BECpn+n-epin+P+P+SP-Sin+-BLBECSAA’P+隔离扩散P基区扩散N+隔离扩散接触孔铝线隐埋层23TTLI2LECLTTLI2LECLTTLI2LECL集成电路中