3. .2.1 Ăn mòn Plasma
3.11.2. Chế tạo màng điện môi băng CVD áp suất khí quyển APCVD
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
không tốt. Để c độ đồng đều cao thì tốt nhất là dùng áp suất thấp. Phương pháp APCVD chủ yếu thích hợp cho việc nhận lớp điện môi dày, với tốc độ kết tủa >1000A°/min. C thể sử dụng bình phản ứng loại đứng, hoặc lò ống nằm ngang như trong trư ng hợp o yh a nhiệt, chỉ khác ở chỗ là sử dụng nhiều khí khác nhau ở đầu vào. Ngoài ra còn c cấu hình lò li n tục, trong đ các phiến được đưa vào và đưa ra theo từng cassett, tr n băng chuyền n ng. Nhiệt độ phiến trong khoảng 250÷ 50°C. Khi tỉ số dòng khí giữa O2và
4
SiH ít nhất đạt 3:1, ta nhận được SiO2theo phương trình:
0
450
4( ) 2 C O ( ) 22 2( )
SiH k O Si r H k
Ở đây cần dòng khí hòa tan ,thí dụ N2đủ lớn nếu không phản ứng sẻ y ra trong pha khí, làm ấu chất lượng màng.
Vì các lý do khác nhau, ngư i ta thư ng chế tạo màng SiO2c chứa từ 4 đến 12% phốt pho. Vật liệu thủy tinh phốt pho silicat (PSG) này hòa mềm và chảy ở nhiệt độ không cao lắm, làm cho bề mặt phiến phẳng hơn, đồng th i c tác dụng hút, làm thụ động h a các tạp chất, c thể nhận màng PSG bằng phương pháp APCVD nếu th m vào dòng khí PH3ta c phản ứng như sau:
0
450
3 2 2 5 2
4 ( ) 5O ( ) C 2 ( ) 6 ( )
PH k k P O r H k
Nồng độ phốt pho trong màng c thể điều khiển được bằng cách thay đổi tỉ số PH3/SiH4. Nhiệt độ kết tủa thấp của phản ứng SiH4với O2làm cho phương pháp này rất thích hợp khi cần phủ màng o ide l n tr n lớp màng nhôm.
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
3.12 Quá trình công nghệ lưỡng cực
Hình 3.40. uy trình công nghệ lưỡng cực
Quy trình chế tạo IC lưỡng cực đều tuân theo trình tự các bước công nghệ như hình vẽ. Trong thực tế còn nhiều công đoạn khác không được n u như : các khâu ử lý bề mặt, các bước ăn mòn o ít, phủ cảm quang, t y bỏ cảm quang, lưu đồ tr n được thực hiện bằng các điện p-n. Trong thực hiện cách điện bằng o it, ngư i tat hay thế bước o i h a sau bước epita y bằng bước o y h a cộng lớp CVD lớp bảo vệ (Si Al3 4).
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
Chương IV: Một số họ vi mạch cơ bản 4.1. Phân loại vi mạch
4.1.1. Phân loại theo chức năng
- Vi mạch số
- Vi mạch tương tự
4.1.2.Phân loại theo công nghệ chế tạo
- Vi mạch bán dẫn - Vi mạch màng - Vi mạch lai
4.1.3. Phân loại theo linh kiện cơ bản
- Vi mạch lưỡng cực - Vi mạch CMOS - Vi mạch BiCMOS
4.1.4. Phân loại theo mức độ tích hợp
- Mức độ tích hợp thấp SSI<30 linh kiện / chip - Mức độ tích hợp trung bình MSI từ 3
30 10 linh kiện/chip - Mức độ tích hợp lớn LSI từ 3 5
10 10 linh kiện /chip - Mức độ tích hợp rất lớn VLSI từ 5 7
10 10 linh kiện/ chip
4.2. Các họ vi mạch số 4.2.1. Tổng quan
Xét về cơ bản c hai loại thiết b bán dẫn là lưỡng cực và đơn cực. Dựa tr n các thiết b này, các mạch tích hợp được hình thành. Các yếu tố chính của IC lưỡng cực là điện trở, diode, transistor. Các họ logic lưỡng cực như : mạch logic RTL, mạch logic TTL và mạch logic CL. Các mạch logic đơn cực như : Mạch logic PMOS, Mạch logic NMOS, mạch CMOS.
Ta c các đặc trưng của các vi mạch số:
+ Tốc độ hoạt động: lệ thuộc vào th i gian trễ truyền đạt
+ Tổn hao công suất( mW) : ác đ nh bởi tích số nguồn cung cấp Vcc và dòng Icc.
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
+ Chỉ số giá tr : Xác đ nh bởi tích số tốc độ và công suất.
Chỉ số giá tr (pJ) = th i gian trễ truyền đạt công suất (mW). Chỉ số giá tr càng nhỏ càng tốt.
+ Hệ số tải: Là số cổng c thể vận hành bởi môt cổng, hệ số tải càng cao càng thuận lợi.
+ Các tham số dòng áp :
- Điện áp đầu vào ở mức cao VIH: Điện áp tối thiểu mà cổng c thể nhận biết mực 1.
- Điện áp đầu vào ở mức thấp VIL: Điện áp tối đa mà cổng c thể nhận biết mức 0.
- Điện áp đầu ra mức cao VOH: Điện áp tối thiểu tại đầu ra tương ứng với mức 1.
- Điện áp đầu ra ở mức thấp: VOL: Điện áp tối đa tại đầu ra tương ứng mức 0.
- Cư ng độ dòng điện đầu vào mức cao IIH: Dòng tối thiểu được cung cấp tương ứng với mức 1.
- Cư ng độ dòng điện đầu vào mức thấp IIL: Dòng tối đa được cung cấp tương ứng với mức 0.
+ Nhiễu
Hình 4.1. Nhiễu
4.2.2. Họ logic RTL (Resistor-Transistor- Logic)
Bao gồm các điện trở và transistor đây là họ logic được tích hợp sớm nhất.
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
Hình 4.2. Cổng NOR RTL
4.2.3. Họ logic DTL ( Diode- Transistor- Logic)
Bao gồm diode ngõ vào và transistor ở ngõ ra. Ví dụ cổng NAND DTL
Hình 4.2. Cổng NAND DTL
4.2.4. Họ logic TTL ( Transistor- Transistor- Logic)
Loại TTL dần được thay thế bởi mạch TTL tức transistor ở ngõ vào transistor ngõ ra.
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
Hình 4.3. Cổng NAND TTL
4.3. Các họ vi mạch CMOS 4.3.1. Cổng NOT
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
4.3.2. Cổng NOR
Hình 4.5. Cổng NOT họ CMOS
4.3.3. Cổng NAND
Giáo án kỹ thuật vi điện tử Bộ môn công nghệ điện tử
Tài liệu tham khảo
1. Công nghệ chế tạo mạch vi điện tử, PGS.TS. Nguyễn Đức Chiến, TS. Nguyễn Văn Hiếu, NXB Bách Khoa Hà Nội.
2. Cơ sở công nghệ vi điện tử và vi hệ thống, Nguyễn Nam Trung, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.