КМОП технология изготовления ИМС силовой электроники

May 10, 2015 by admin Комментировать »

Рассмотрим двенадцативольтовую КМОП технологию изготовления кристаллов ИМС стабилизаторов напряжения. В дополнение к обычной КМОП технологии для ИМС силовой электроники необходимо создать пМОП транзистор со встроенным каналом для получения температуронезависимого источника опорного напряжения. Кроме того, чтобы обеспечить преимущество КМОП технологии перед биполярными, необходимо создать высокоомные резисторы с удельным сопротивлением порядка 10 кОм/кв.

Рассмотрим последовательность технологических операций.

Рис. 4.2. Типовая структура элементной базы, изготовленной по КМОП технологии

В подложке 1 η-типа проводимости КЭФ 4,5 методом диффузии формируют карманы р типа 2 для η-МОП транзисторов 3 и п типа 4 для p-МОП транзисторов 5. Глубина карманов – от 5 до 6 мкм. Наносится маска нитрида кремния Si3N4, проводится легирование бора (p-тип), делается локальное окисление, удаляется Si3N4, проводится легирование фосфора (η-тип). Слой нитрида кремния Si3N4 защищает поверхность кремния от окисления.

В р-кармане в месте будущего LOCOS методом ионного легирования бора создают р+ охрану 6.

Формируют разделение LOCOS (локальное окисление) 8: наносят слой нитрида кремния Si3N4, делают фотолитографию, окисляют кремний. Там, где нет нитрида, растет изолирующий окисел.

Методом ионного легирования фосфора формируют встроенный канал для пМОП транзистора со встроенным каналом 8.

Делают окисление толщиной 0,025 мкм подзатворного диэлектрика 9. Осаждают поликристаллический кремний и делают травление поликремния и подзатворного диэлектрика.

Ионным легированием фосфора получают пистоки, а ионным легированием бора — р" истоки. Слаболегированные истоки позволяют устранить эффект «горячих» носителей. Активация легированных фосфором пистоков и легированных бором р" истоков проводится после плазмо-химического травления «спейсеров» 10. «Спейсеры» — окисные боковые стенки затвора, позволяющие разделить п+ от η и р+ от р~ истоков МОП транзисторов. Причем слой «Затвор» 11 является односторонней маской для п+ и р+ истоков, а слой «Затвор» со «спейсерами» — для η и р" истоков.

Ионным легированием фосфора формируют п+ истоки 12.

Ионным легированием бора формируют р+ истоки 13.

Легированием бора получают высокоомные поликремниевые резисторы 14 (10 кОм/кв).

Осаждают межслойный диэлектрик 15, вскрывают контакты к областям. В качестве межслойного диэлектрика чаще всего используется борофосфоросиликатное стекло (БФСС). Это приводит к хорошей конформности пленки и уменьшению боковых растравов при плазмохимическом травлении контактов. Конформное воспроизведение рельефа характеризуется тем, что толщина пленки на стенках ступеньки не отличается от толщины пленки на ровной поверхности подложки. Легирование пленки двуокиси кремния фосфором и бором с последующим оплавлением приводит к планаризации рельефа. Легирование пленки двуокиси кремния бором уменьшает боковые растравы при травлении контактов в двуокиси кремния. Отсутствие значительных боковых растравов приводит к более полному перекрытию контактов шинами металлизации.

Формируют слой металлизации толщиной 1,1 мкм.

Завершается процесс формированием пассивирующего покрытия 16 — ПХО (плазмохимическое осаждение кремния) толщиной 0,4 мкм и нанесением нитрида кремния Si3N4 толщиной 0,7 мкм.

Источник: Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С., Полупроводниковая силовая электроника, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. цв. вкл.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты