160950. lajstromszámú szabadalom • Monolitikus integrált áramkör

MAGTAB NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: ÍÖÖÖ. VI. 12. (MO—735) Közzététel napja: 1972. I. 28. Megjelent: 1974. I. 31. 160950 Nemzetközi osztályozás: H 01 1 19/00 SÍI >• Feltalálók: Dr. Mqtál György íizikus, 50%, Gál Imre fizikus, 25%, Huszka Zoltán elektromérnök, 25%, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest Monolitikus integrált áramkör A korszerű monolitikus integrált áramkörök gyakorlatban bevált és legelterjedtebben alkalmazott felépítése az, hogy a kiindulási egykristályos félvezető lemezre ún. hordozóra, amelynek vezetési típusa I, epitaxiális eljárással II vezetési tipusiú félvezető réteget növelnek, majd a réteget egymástól elszigetelt tartományokra osztják szét, és az egyes *tartományokban a planáris technológia szokásos műveleteivel alakítják ki az áramkör aktív és passzív elemeit. Az epitaxiális rétegben az elszigetelt tartományokat úgy hozzák létre, hogy körülöttük maszkolási technika segítségével lokálisan adalékanyagot diffiundáltatnak a rétegbe, amely a diffúzió tartományában I vezetési típust hoz létre, és a diffúziót addig folytatják, míg a diffúziós tartomány az epitaxiális réteget egészen a hordozó lemezig átmetszi. Az eredeti epitaxiális rétegből kimetszett és körülhatárolt tartományok elszigetelését a nevezett II vezetési típusú tartományok, valamint az I vezetési típusú diffúziós tartomány és az ugyancsak I vezetési típusú hordozó lemez határtelületén kialakuló pn átmenetek biztosítják. A nagysebességű áramkörök felépítésénél a tranzisztorok részére kialakított tartományok alá, az epitaxiális réteg növelése előtt a hordozó lemezben alacsony ellenállású és II vezetési típusú diffúziós réteget alakítanak ki az ún. rejtett réteget, amelynek szerepe a tranzisztor kollektor-soros ellenállásának csökkentése, és így a kapcsolási sebesség növelése, illetőleg a szaturációs feszültség csökkentése. Lineáris áramköröknél a rejtett réteg a határfrekvenciát, illetőleg a teljesítményfokozat 5 kivezérelhetőségét növeli. Az 1. ábra egy, az előzőekben leírt felépítésű integrált áramkörű tranzisztor kerestzmetszetét mutatja. 1 a hordozó, a kiindulási I vezetési típusú kristálylemez, 2 a II vezetési típusú epitaxiális réteg, 3 10 az epitaxiális réteget átmetsző I vezetési típusú diffúziós tartományok, 4 az epitaxiális rétegből kimetszett tartomány, 5 a tranzisztor kollektora alatt létrehozott alacsony ellenállású, II vezetési típusú rejtett réteg, 6 a tranzisztor I veze-15 tési típusú bázisa, 7 a tranzisztor II vezetési típusú emitteré, 8 az enütterrel együtt kialakított kollektorJkontaktus tartomány, 9 a kontaktusok fémezése, 10 a lemez felületét takaró, diffúzió ellen maszkoló réteg, mely szilícium 20 esetén általában SÍO2, 11 egy diffúzióval kialakított ellenállás. Az 1. ábrának megfelelő korszerű integrált áramköri felépítés technológiai megvalósításáH 25 ban azonban a technika jelenlegi állásánál a 3. tartományokat kialakító szigetelés diffúzió több kedvezőtlen kihatással járó művelet. Mivel a legtöbb áramköri típusnál az epitaxiális réteg vastagsága 8—12 /* körül van, ez a művelet 30 hosszú időtartamú (2—4 óra) és magas hőfokú 160950