雙極集成電路的介紹

發(fā)布時(shí)間：

2024-03-07

雙極集成電路是指以通常的NPN或PNP型雙極型晶體管為基礎(chǔ)的單片集成電路。它是1958年世界上最早制成的集成電路。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底，在平面工藝基礎(chǔ)上采用埋層工藝和隔離技術(shù)，以雙極型晶體管為基礎(chǔ)元件。

在半導(dǎo)體內(nèi)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子兩種極性的載流子（空穴和電子）都參與有源元件的導(dǎo)電，如通常的NPN或PNP雙極型晶體管。以這類(lèi)晶體管為基礎(chǔ)的單片集成電路，稱(chēng)為雙極型集成電路。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底，在平面工藝基礎(chǔ)上采用埋層工藝和隔離技術(shù)，以雙極型晶體管為基礎(chǔ)元件。按功能可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩類(lèi)。在數(shù)字集成電路的發(fā)展過(guò)程中，曾出現(xiàn)了多種不同類(lèi)型的電路形式，典型的雙極型數(shù)字集成電路主要有晶體管-晶體管邏輯電路(TTL)，發(fā)射極耦合邏輯電路(ECL)，集成注入邏輯電路(I2L)。TTL電路形式發(fā)展較早，工藝比較成熟。ECL電路速度快，但功耗大。I2L電路速度較慢，但集成密度高。同金屬-氧化物-半導(dǎo)體集成電路相比，雙極型集成電路速度快，廣泛地應(yīng)用于模擬集成電路和數(shù)字集成電路。

雙極型集成電路制造工藝簡(jiǎn)介：原始材料是直徑為75～150毫米摻P型雜質(zhì)的硅單晶棒，電阻率ρ=10歐·厘米左右。其工藝流程是：先經(jīng)過(guò)切片、研磨和拋光等工藝（是硅片制備工藝)制備成厚度約300～500微米的圓形硅片作為襯底，然后進(jìn)行外延生長(zhǎng)、氧化、光刻、擴(kuò)散、蒸發(fā)、壓焊和多次硅片清洗，最后進(jìn)行表面鈍化和成品封裝。制作雙極型集成電路芯片需要經(jīng)過(guò) 5次氧化，對(duì)氧化硅(SiO2）薄層進(jìn)行5次光刻，刻蝕出供擴(kuò)散摻雜用的圖形窗口。最后還經(jīng)過(guò)兩次光刻，刻蝕出金屬鋁互連布線(xiàn)和鈍化后用于壓焊點(diǎn)的窗口。因此，整套雙極型集成電路掩模版共有 7塊。即使通常省去鈍化工藝，也需要進(jìn)行6次光刻，需要6塊掩模版。

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