集成電路設(shè)計基礎(chǔ)ch(3)-在線瀏覽
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【正文】 層 ?電隔離 2022/2/4 8 ?金屬材料有三個功能： 1. 形成器件本身的接觸線 2. 形成器件間的互連線 3. 形成焊盤 金屬材料 2022/2/4 9 ?半導(dǎo)體表面制作了金屬層后 ， 根據(jù)金屬的種類及半導(dǎo)體摻雜濃度的不同 ， 可形成 肖特基型接觸或歐姆接觸 ? 如果摻雜濃度較低 ， 金屬和半導(dǎo)體結(jié)合面形成 肖特基型接觸 ， 構(gòu)成 肖特基二極管 。 ?器件互連材料包括 金屬 ， 合金 ， 多晶硅 ， 金屬硅化物 2022/2/4 10 IC制造用金屬材料 ? 鋁 ， 鉻 ， 鈦 ， 鉬 ， 鉈 ， 鎢等純金屬和合金薄層在 VLSI制造中起著重要作用 。 如對 Si及絕緣材料有良好的附著力 ， 高導(dǎo)電率 ， 可塑性 ， 容易制造 ， 并容易與外部連線相連 。 2022/2/4 11 鋁（ Al） ? 在 Si基 VLSI技術(shù)中 ， 由于 Al幾乎可滿足金屬連接的所有要求 ， 被廣泛用于制作歐姆接觸及導(dǎo)線 。 ? 要減小連線電阻 ， 采用低電阻率的金屬或合金是一個值得優(yōu)先考慮的方法 。 ? 硅鋁 、 鋁銅 、 鋁硅銅等合金已用于減小峰值 、 增大電子遷移率 、 增強擴散屏蔽 ， 改進附著特性等 。 例如 ,稍微在 Al中多加 1wt%的 Si即可使 Al導(dǎo)線上的缺陷減至最少 ， 而在 Al中加入少量 Cu， 則可使 電子遷移率提高 10?1000倍； ? 通過金屬之間或與 Si的互相摻雜可以增強 熱穩(wěn)定性 。故對形成金屬層所使用的金屬有一定的限制。由于離子注入技術(shù)的最大摻雜濃度為31019cm3）形成歐姆接觸（受到最大摻雜濃度的限制）。在制作 N型 GaAs歐姆接觸時采用金與鍺(合金 )形成的低共熔混合物。 2022/2/4 15 金與金合金 (續(xù) ) ? 基于金的金屬化工藝和半絕緣襯底及多層布線系統(tǒng)的組合有一個優(yōu)點，即芯片上傳輸線和電感有更高的 Q值。（ MESFET) 2022/2/4 16 兩層與多層金屬布線 ? VLSI至少采用兩層金屬布線。第二層主要用于器件間及器件與焊盤間的互聯(lián)，并形成傳輸線。 ? 多數(shù) VLSI工藝中使用 3層以上的金屬。其它較高的幾層用于提高密度及方便自動化布線 。因為基本器件其它各層的版圖通常已經(jīng)事先做好，存放在元件庫中。 ?對于電路設(shè)計者而言，布線的技巧包含合理使用金屬層，減少寄生電容或在可能的情況下合理利用寄生電容等。 ? 多晶硅特性隨結(jié)晶度與雜質(zhì)原子而改變 。cm 。cm ? 多晶硅被廣泛用于電子工業(yè) 。 2022/2/4 20 多晶硅的制造技術(shù) ? 多晶硅層可用濺射法，蒸發(fā)或 CVD法 (一種外延生長技術(shù)）沉淀。 ? 擴散法形成的雜質(zhì)濃度很高 （ =1021cm3） ， 故電阻率很小 。 ? 而 InSitu法的濃度為 10201021cm3。 2022/2/4 21 材料系統(tǒng) ?材料系統(tǒng)指的是在由一些基本材料，如 Si, GaAs或 InP制成的襯底上或襯底內(nèi)，用其它物質(zhì)再生成一層或幾層材料。 ? 應(yīng)用 : 制作異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管 HBT。 制作高性能的 LED及 LD。其典型代表是 絕緣體上硅(SOI: Silicon On Insulator)。器件的 速度更快，功率更低 。從外觀看晶體有一定的幾何外形，非晶體沒有一定的形狀。 2022/2/4 26 本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體 ?本征半導(dǎo)體是一種完全純凈的 、 結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體 。 在外加電場作用下 ， 電子和空穴的運動方向相反 ， 但由于電子和空穴所帶電荷相反 ， 因而形成的電流是相加的 ， 即順著電場方向形成電子和空穴兩種漂移電流 。 2022/2/4 28 P型半導(dǎo)體 ?摻入少量的 3價元素，如硼、鋁或銦，有 3個價電子，形成共價鍵時，缺少 1個電子，產(chǎn)生 1個空
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