Bakalářský projekt - Tranzistor s řídící elektrodou z poly-Si

Tranzistor s řídící elektrodou z poly-Si (SiGMOS)

Metoda křemíkového hradlo (SiGMOS) je v současnosti hlavní metodou výroby tranzistorů NMOS. Postup výroby je znázorněn na obr. 4. Na celém povrchu Si desky se nejprve vytvoří tlustá vrstva SiO₂, v níž se vyleptají otvory. Pak následuje znovu oxidace, čímž vznikne tenká vrstva SiO₂, která zůstane pod hradlem tranzistoru. Dále se pyrolytickám rozkladem SiH4 vytvoří vrstva polykrystalického kolektoru a emitoru. Následuje vytvoření oblastí kolektoru a emitoru. Pak následuje opět termická oxidace celého povrchu a vyleptání otvorů pro Al kontakty elektrod.

1) substrát základní destičky typu P, pokrytí křemíku vrstvou SiO₂, vytvoření vrstvy poly-Si

zobraz

2) odleptání vrstvy poly-Si mimo oblast hradla, difúze příměsí do oblasti E a C

zobraz

3) vytvoření elektrody z poly-Si, pokrytí povrchu tenkou vrstvou SiO₂ a vyleptání oken pro kontakty E a C

zobraz

4) vytvoření kontaktů

zobraz

	...kovové kontakty
	...SiO₂, izolační vrstva
	...polodovič typu P
	...polovodič typu N
	...hradlo tranzistoru z poly-Si

Obr. 4 - Výroba tranzistoru metodou Poly-Si

K vytvoření oblastí kolektoru a emitoru se využívají tři postupy. Klasická je difúze. Výhodnější je její kombinace s doplňující implantací iontů do oblastí emitoru a kolektoru. Difúzí dotované oblasti emitoru a kolektoru jsou uspořádané tak, že nazasahují až k oblasti kanálu překrytého poly-Si hradlovou elektrodou (tj. jsou menší). Pak následuje dodatečná implantace iontů přes tenkou vrstvu SiO₂. Tím se rozšíří oblasti emitoru a kolektoru přesně k okraji hradla. Tlustý oxid a elektroda hradla (poly-Si) tvoří masku. Třetí možností je použít pouze iontové implantace.

Použití iontové implantace eliminuje boční poddifundování, které bylo také zdrojem parazitních kapacit.
Příměsi (při vytváření oblastí emitoru a kolektoru) difundují též do vrstvy poly-Si, která se tak stává vodivou a může být využita jako druhá propojovací úroveň. Je možné vytvořit i třetí propojovací úroveň pomocí vysokodotované difúzní vrstvy.