Loại này thường dựng đế Silic và gia cụng bằng cụng nghệ Planar - epitaxi (Planar cú nghĩa là bề mặt). Đế cú dạng bản mỏng hỡnh trũn dày 0,1 - 0,2mm cắt lỏt từ một thỏi tinh thể Silic ra. Bỏn dẫn Silic đơn tinh thể được tạo ra từ silic đa tinh thể cú độ tinh khiết cao. Người ta nung chảy bỏn dẫn đa tinh thể, sau đú “kộo mầm” đơn tinh thể từ thỏi đa tinh thể núng chảy đú với một tốc độ kộo rất chậm, quỏ trỡnh như vậy người ta gọi là quỏ trỡnh “nuụi” đơn tinh thể. Để cú tĩnh dẫn điện cần thiết cho đế bỏn dẫn trong quỏ trỡnh nuụi đơn tinh thể người ta đưa thờm vào thành phần chất bỏn dẫn những tạp chất phụ để tạo ra tớnh dẫn điện loại n hoặc p tuỳ ý.
1Bản tinh thể sau khi cắt từ thỏi lớn sẽ được mài đỏnh búng đến khi cú bề mặt sạch sẽ quang học. Tại rỡa của bỏn dẫn được sẻ một khấc nhỏ làm mốc định vị trong quỏ trỡnh gia cụng tiếp theo. Miếng tinh thể đú chớnh là đế bỏn dẫn được tạo ra. Trờn đế người ta phủ lớp Silic bằng cụng nghệ epitaxi (epitaxi - từ gốc Hi-lạp cú nghĩa là đặt lờn) ; lớp này cú bề dày vài phần trăm milimet do lắng đọng Silic từ dạng khớ hợp chất dưới nhiệt độ cao. Khớ dựng ở đõy là khớ SiCl4 và khớ H2 được dựng làm chất khử Cl để kết quả trờn bề mặt đế cũn lại Silic lắng đọng. Mạng tinh thể của Si lắng đọng này nối tiếp rất chớnh xỏc với mạng tinh thể lớp đế. Nếu trong quỏ trỡnh epitaxi người ta thờm vào trong thành phần khớ tạp chất để tạo bỏn dẫn p
hoặc n thỡ sẽ được lớp bỏn dẫn p hoặc n.
Hỡnh 3.33 Cấu trỳc của điờn trở khuếch tỏn và tranzisto planar trong IC bỏn dẫn.Tiếp theo người ta cho ụxy hoỏ bản tinh thể ở nhiệt độ 900 ữ 1200 0c trong
p p p p np p A n n . pn + Miền n+ B B E C SiO2 Si
Hình 3.33 Mô tả cấu trúc của điện trở khuếch tán và tranzisto planar trong IC bán dẫn
mụi trường O2 hoặc hơi nước, trờn mặt lớp epitaxi sẽ tạo được một lớp SiQ2 mỏng cỏch điện.
Để tạo được những vựng cú tinh dẫn khỏc nhau trờn bề mặt lớp đế Silic người ta ỏp dụng cụng nghệ khuếch tỏn của đế tạo ra những ụ cửa sổ lớp SiQ2 bằng phương phỏp in quang học. Đầu tiờn người ta phủ lờn bề mặt của bản tinh thể một lớp màng mỏng polymer. Như vậy cửa sổ đó được tạo ra trờn lớp SiQ2 . Qua cỏc cửa sổ đú cho khuếch tỏn vào lớp epitaxi tạp chất n hoặc p tuỳ theo yờu cầu. Những tạp chất này thường là Bo và phụspho vỡ chỳng dễ khuếch tỏn trong Silic song lại khú khuếch tỏn trong SiQ2 .Kết quả sau một chu trỡnh ụxy hoỏ, in quang học, khuếch tỏn ... trong lớp epitaxi hỡnh thành cỏc vựng tương đương với điện trở, tụ điện, điụt, tranzisto tuỳ theo tớnh chất của cỏc vựng đú. Hỡnh 3.33 mụ tả một cấu trỳc gồm một điện trở khuếch tỏn và một tranzisto planar.
Điện trở được tạo tỏch biệt với miền cực gúp bằng hai lớp bỏn dẫn cú sắp xếp cực tớnh đối nhau (một mặt ghộp n-p theo chiều thuận cũn mặt ghộp kia theo chiều ngược), do đú trờn thực tế mối liờn kết cú tớnh chất gavanic giữa chỳng sẽ khụng cú. Mỗi miếng tinh thể tạo nờn 1 IC cú diện tớch vài mm2 với mật độ trừng 10 ữ 15 linh kiện/ mm2 .Những miếng tinh thể này được nối với nhau bằng dõy dẫn vàng Au cú đường kớnh 0,01 ữ 0,03 mm và được đặt trong một vỏ kớn tạo thành một IC
Quỏ trỡnh cụng nghệ trờn chỉ là một trong cỏc quỏ trỡnh được sử dụng chứ khụng phải là quỏ trỡnh duy nhất. Ta cú thể thấy cỏc IC cú cấu trỳc trờn lớp đế Xaphia.
Sau đõy ta xột một số tớnh của cỏc linh kiện điển hỡnh được tạo ra nhờ cụng nghệ bỏn dẫn trong cỏc IC :
Điện trở trong IC bỏn dẫn : Cú thể tạo được điện trở trị số 10Ω ữ 50kΩ với sai số ± 10% ữ ± 20%. Những điện trở cao được hỡnh thành trong quỏ trỡnh khuếch tỏn những vựng cực gốc, những điện thấp được tạo ra trong quỏ trỡnh khuếch tỏn cỏc miền cực phỏt với nồng độ tạp chất cao hơn. Hệ số nhiệt điện trở của cỏc điện trở khuếch tỏn cao khoảng (1 ữ 5)10-3 1
grad cũn đối với những điện trở thấp giỏ trị nằm trong những khoảng thấp hơn. Sụt ỏp trờn cỏc điện trở này giới hạn bởi trị số 20V để mặt ghộp n-p khụng bị đỏnh thủng.
Tụ điện trong IC bỏn dẫn: Tụ điện thường thỡ khụng cú. Tuy vậy đụi khi người ta cũng tạo ra tụ từ mặt ghộp n-p phõn cực ngược với trị số vài trăm pF sai số ± 20%. và cú trị số phụ thuộc vào điện ỏp đặt lờn nú.
Điụt trong IC bỏn dẫn : Điụt được hỡnh thành trờn cơ sở cấu trỳc tranzisto. Thụng thường nhất người ta sử dụng mặt ghộp gốc - phỏt trong tranzisto làm điụt ,
lỳc đú nối ngắn mạch cực gốc và cực gúp, cỏch này cho điụt tỏc động nhanh tối đa và cú sụt ỏp thuận là tối thiểu (khoảng 0,85V).
Tranzisto trong bỏn dẫn : tranzisto cú thể là tranzisto trường hoặc tranzisto lưỡng cực. Để cải thiện đặc trưng trong cỏc tranzisto Planar hai mặtghộp n-p người ta thường mắc sun cho tiếp giỏp cực gúp bằng lớp n+ ngầm dưới lớp n (xem hỡnh 3.33). Làm như vậy điện trở miền cực gúp sẽ giảm từ vài trăm Ω xuống cũn vài chục Ω hoặc vài Ω.
Với tranzisto trường: Trong IC bỏn dẫn cú hai loại tranzisto trường là loại khuếch tỏn và loại MOS. Ở cả hai loại này tớnh dẫn của kờnh đều chịu sự điều khiển của điện ỏp cực mỏng . Trong cụng nghệ IC thỡ chế tạo tranzisto trường rẻ hơn
tranzisto lưỡng cực, đồng thời mức tiờu thụ năng lượng của cỏc IC MOS cũng nhỏ
hơn đỏng kể nờn IC MOS được phỏt triển rất mạnh.