BIPOLARNA TEHNIKA

Koraci proizvodnje

• Proizvodnja počinje na slabo dopiranoj podlozi p-tipa. Prvo se vrši vlažna oksidacija na visokoj temperaturi. Zatim se pomoću maske (sl. 1.1a)) pravi otvor u oksidnom sloju, a potom se vrši difuzija primesa velike koncentracije n-tipa (sl. 1.1b)) radi formiranja ukopane oblasti.

• Ukopana oblast male otpornosti spaja aktivni deo tranzistora (nalazi se ispod emiterskog otvora na maski), sa nešto udaljenim kolektorskim kontaktom. Da bi se minimiziralo širenje ukopane oblasti usled difuzije u toku narednih procesa, data oblast formirana je od primesa malog koeficijenta difuzije, kao što su arsen ili antimon.

• U sledećem koraku se preko površine uzorka

nanosi slabo dopiran epitaksijalni sloj n-tipa,

tako da maska nije potrebna (sl. 1.2.a)). Pod

određenim uslovima kristalna struktura ovog

sloja nadovezuje se na kristalnu strukturu

podloge i pogodna je za dalju obradu. (Nasuprot

tome, nanošenje polikristalnog silicijuma nije

pogodno za dalju proizvodnju.)

• Nanošenje epi-sloja je kritičan korak. Ukoliko se

kristalna struktura podloge ne nanese verno na

ovaj sloj, proizvod procesa biće neispravan

• U sledećem koraku se formiraju izolaciona

ostrva. Prvo se nanosi oksidni sloj i pravi

otvor za izolacionu difuziju (sl. 1.3.a)).

Posle toga se vrši duboka difuzija p-tipa. U

narednim koracima, usled visoke

temperature (1000C) primese ukopanog

sloja prodiraće sve dublje. Kao rezultat

stvoriće se ostrva n-tipa potpuno okružena

materijalom p-tipa. Ovaj proces se vidi na

slici 1.3.b).

• Sada se pomoću maske pravi otvor u oksidu za baznu difuziju (sl. 1.4.a)). Zatim se vrši difuzija p-tipa. Odmah posle toga sledi oksidacija kojm se preko cele površine uzorka nanosi oksidni sloj.

• Bazna difuzija nije duboka kao ukopani sloj. Međutim, zbog prodiranja baznih primesa p-tipa, smanjuje se koncentracija primesa n-tipa u aktivnoj zoni kolektora, čime se dobijaju mnogo bolje karakteristike tranzistora, kao i viši probojni napon.

• Pravljenje otvora za emitersku difuziju vrši se maskom na slici 1.5.a) (levi otvor koji se postavlja preko bazne oblasti). Istom maskom (desni otvor) pravi se otvor za kolektorski kontakt. Sada se vrši plitka difuzija n-tipa velike koncentracije. Posle toga se preko cele površine pločice nanosi oksidni sloj.

• U ovom trenutku moguće je odrediti aktivni deo tranzistora i uporediti ga sa veličinom celog tranzistora. Struja koja teče kroz tranzistor je vertikalna, tako da je aktivni deo veličine emitorskog otvora na maski. Štaviše, emitorski otvor mora biti postavljen unutar bazne oblasti (uključujući tolerancije poravnanja), a bazna oblast mora biti postavljena unutar izolacione oblasti. Izolaciona oblast veća je od predviđenog otvora maske zbog bočne difuzije primesa. Pri tome se za kolektorski kontakt često zahteva dodatni prostor. Usled toga je aktivna oblast tranzistora samo mali deo ukupne zapremine koju tranzistor zauzima na silicijumskoj pločici.

• Kontaktni otvori emitorske, bazne i kolektorske oblasti definišu se kontaktnom maskom (sl. 1.5a)). Presek posle ecovanja prikazan je na slici 1.6b).

• Sada se vrši nanošenje metalnog sloja i ecovanje. Prvo se nanosi sloj metala preko cele površine. Metalizaciona maska (sl. 1.7.a)) služi za postavljanje fotorezista preko kojeg se vrši ecovanje metalnog sloja. Presek posle ecovanja prikazan je na sl. 1.7.b). Metalne linije (nisu prikazane) služe da spoje različite delove u celinu i tako oforme električno kolo.

• Otvori metalizacione maske nešto su veći od samih kontakata, tako da metal popunjava kompletna kontaktna udubljenja. Pri tome se najčešće koristi aluminijum ili neke njegove legure.

• Šesta maska, potrebna da bi se proizveo npn

tranzistor, prikazana je na sl. 1.8a). Aktivni deo

tranzistora (sl. 1.8b)) nalazi se ispod emitorskog

otvora (oko 5% ukupne zapremine tranzistora).

Preostali deo tranzistora neophodan je zbog

kontakata i da bi se dobila tačna preklapanja

ugrađenih oblasti.