2014-02-02
734
МДП-структуры. Структуры металл-диэлектрик-полупроводник, или сокращенно МДП-структуры, широким интересом к изучению их физических свойств обязаны появлению планарной технологии и развитию нового класса полупроводниковых приборов, работающих на основе эффекта поля, таких как приборы с зарядовой связью, полевые транзисторы с изолированным затвором, репрограммируемые элементы памяти с плавающим затвором и т.п. МДП-структуры позволяют анализировать основные процессы, протекающие в такого рода приборах, и являются чрезвычайно удобными объектами исследования. Устройство МДП-структуры следует из ее названия.
МДП-структура представляет собой монокристаллическую пластину полупроводника, называемую подложкой, закрытую с планарной стороны диэлектриком. Металлический электрод, нанесенный на диэлектрик, носит название затвора, а сам диэлектрик называется подзатворным. На обратную непланарную сторону полупроводниковой пластины наносится металлический электрод, называющийся омическим контактом. Довольно часто в качестве диэлектрика в МДП-структурах используют окислы, поэтому вместо МДП употребляется название МОП-структура. Итак, МДП-структура, приведенная на рисунке 10.1, состоит из затвора, подзатворного диэлектрика, полупроводниковой подложки и омического контакта.
Рис. 10.1. Устройство МДП структуры
1 - затвор, 2 - подзатворный диэлектрик, 3 - полупроводниковая подложка, 4 - омический контакт
Электронный элемент – это конструктивно самостоятельное образование, выполняющее одну элементарную функцию (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности).
Электронная схема реализуется на базе многих дискретных частей (запоминающий элемент, усилительный каскад, логический элемент).
Функциональный модуль появляется при соединении нескольких элементарных схем в одну конструктивно законченную сборочную единицу.
Узел – конструктивное объединение нескольких модулей.
Внедрение специальной технологии производства тонких слоев различной проводимости на изоляционной подложке либо целенаправленное изменение проводимости в определенных зонах полупроводникового материала позволило воплотить и объединить разные электрические функции в едином технологическом процессе. При установке такового элемента в корпус с необходимыми выводами получают микросхему (МС). Одна МС заменяет несколько элементарных схем, выполненных на базе дискретных частей.
В настоящее время употребляют две разновидности технологических действий производства МС: 1) тонкопленочные процессы, 2) полупроводниковые процессы.
Так как тонкопленочная технология позволяет изготовлять лишь пассивные элементы, а полупроводниковая ‒ активные элементы, то целесообразно употреблять их комбинацию. Это приводит к созданию гибридных интегральных МС. Понятия плёночная технология включает в себя процессы термовакуумного испарения и катодного распыления, а также трафаретную печать.
Планарная технология ‒ совокупность технологических операций, используемая при изготовлении планарных (плоских, поверхностных) полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Особенность планарной технологии состоит в том, чтобы после завершения каждой технологической операции восстанавливается плоская (планарная) форма поверхности пластины, что позволяет создавать достаточно сложную структуру, используя конечный набор технологических операций.
Планарная технология обеспечивает возможность одновременного изготовления в едином технологическом процессе огромного числа дискретных полупроводниковых приборов или интегральных микросхем на одной подложке, что позволяет существенно снизить их стоимость. Также в случае изготовления на одной пластине идентичных приборов параметры всех приборов оказываются близкими. Ограничителем является только площадь подложки, поэтому диаметр подложек по мере развития технологий производства подложек стремятся увеличивать.
