Основания выбора конструктивных материалов ППИС
Материал, используемый для изготовления полупроводниковой интегральной микросхемы, должен определяться параметрами, зависящими от свойств материала, а именно: от оптических, термических, термоэлектрических свойств, зонной структуры, ширины запрещённой зоны, положения в ней примесных уровней и т. д.
Немаловажное значение играют электрические свойства материала: тип электропроводности, концентрация носителей заряда и их подвижность, удельное сопротивление, время жизни неосновных носителей заряда и их диффузионная длина.
К основным требованиям, которым должны удовлетворять все материалы, используемые в производстве интегральных МС, относятся:
. стойкость к химическому воздействию окружающей среды;
. монокристаллическая структура;
. однородность распределения;
. устойчивость к химическим реагентам;
. механическая прочность, термостойкость;
. устойчивость к старению и долговечность.
При изготовлении ИМС применение получили кремний, германий, арсенид и фосфид галлия, антимонид индия, карбид кремния (табл. 2). Применение в изготовлении ИМС находят многие из перечисленных ниже соединений, однако наиболее распространённым в этой области является кремний, германий в современном производстве ИМС не используется.
Важным фактором, который должен учитываться при определении возможности применения какого-либо материала или технологического процесса производства ИМС, является его совместимость с другими применяемыми материалами.
Таблица 2. Основные свойства полупроводниковых материалов
| Параметр и единица измерения | Полупроводниковые материалы | ||||
| Кремний | Германий | Арсенид галлия | Антимонид индия | Карбид кремния | |
| Атомная молекулярная масса | 28,1 | 72,6 | 144,6 | 118,3 | 40,1 |
| Плотность, г/см-3 | 2,.33 | 5,32 | 5,4 | 5,78 | 5,32 |
| Концентрация атомов ∙10 22, см-3 | 5 | 4,4 | 1,3 | 1,4 | 4,7 |
| Постоянная решетки, нм | 0,543 | 0,566 | 0,563 | 0,648 | 0,436 |
| Температура плавления,°С | 1420 | 937 | 1238 | 520 | 2700 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(см∙К) | 1,2 | 0,586 | 0,67 | 0,17 | 0,084 |
| Удельная теплоемкость, Дж/(г∙К) | 0,76 | 0,31 | 0,37 | 1,41 | 0,62 0,75 |
| Подвижность электронов, см2/(В∙с) | 1300 | 3800 | 8500 | 77000 | 100 150 |
| Подвижность дырок, см2/(В∙с) | 470 | 1820 | 435 | 700 | 20…30 |
| Относительная диэлектрическая проводимость | 12 | 16 | 11 | 16 | 7 |
| Коэффициент диффузии электронов, см2/c | 33,6 | 98 | 220 | 2200 | 2,6…3,9 |
| Коэффициент диффузии дырок, см2/с | 12,2 | 47 | 11,2 | 18 | 0,5…0,77 |
Популярное:
Анализ методик определения комплексных коэффициентов передачи смесителей При работе смесителя в составе радиоэлектронного устройства его главными характеристиками являются комплексный коэффициент передачи (модуль и фаза) и степень согласования с остальной схемой или коэффициенты отражения входов и выхода и их изменение в диапазоне частот, то есть АЧХ и ФЧХ этого смесителя. С развитием микрополосковых ...