mikroelektronika
Penampang tegak sebuah transistor planar dalam IC monolitik, yang difabrikasi dengan proses epitaksial dan difusi, seperti gambar berikut ini.
Disini collector terpisah dari substrat secara elektrik karena dioda-dioda isolasinya dalam keadaan reverse biased. Anoda dari dioda isolasi meliputi seluruh bagian belakang wafer, sehingga kontak collector harus dibuat di atas, seperti terlihat pada gambar di atas tadi.
Jadi jelas sekarang, bahwa dioda isolasi dari transistor dalam IC mempunyai dua pengaruh yang tidak diinginkan. Yaitu, dioda isolasi memperbesar kapasitansi shunt yang parasitik pada collector dan memperpanjang jalur arus bocor. Selain itu, keharusan menempatkan sambungan collector di atas dapat memperpanjang jalur arus-collector akibatnya resistansi collector dan VCE,sat semakin besar.
Semua pengaruh yang tidak diinginkan itu tidak terdapat pada transistor epitaksial yang diskrit, seperti yang terlihat pada gambar berikkut ini.
Kemudian, apa gunanya membuat transistor IC monolitik. Salah satunya adalah perbaikan yang signifikan dalam kinerja, karena transistor-transistor dalam IC secara fisik terletak saling berdekatan, dan karakteristik elektriknya hampir padan (matched). Misalnya, spasi transistor-transistor dalam IC sekitar 30 mil (0,03 in), mempunyai VBE sebesar 5 mV dengan koefisien suhu 10 μV/oC. Transistor-transistor ini cocok untuk membuat sebuah difference amplifier unggulan.
Karakteristik elektrik sebuah transistor tergantung pada ukuran dan geometri transistor, doping level, jadwal difusi, bahan dasar silikon. Dari semua faktor ini ukuran dan geometri memberikan fleksibilitas perancangan yang terbesar. Doping level dan jadwal difusi ditentukan oleh jadwal difusi standard yang dipakai untuk membuat transistor-transistor yang diinghinkan dalam IC.
Profil Impuriti Untuk Transistor IC Monolitik Transistor dalam IC Monolitik biasanya mempunyai profil impuriti sebagai berikut.
Background concentration NBC (konsentrasi latarbelakang), atau epitaxial-collector concentration, digambarkan dengan garis terputus-putus dalam grafik profil di atas ini. Difusi base dari impuriti jenis-p (boron) dimulai dengan konsentrasi dipermukaan sebanyak 5 x 1018 atom/cm3, dan didifusikan sampai kedalaman 2,7 μm, pada tempat collector junction terbentuk.
Difusi emitter (fosfor) dimulai dengan konsentrasi permukaan yang jauh lebih banyak (mendekati solid solubility-nya) sekitar 1021 atom/cm3, dan didifusikan sampai kedalaman 2 μm, tempat emitter junction terbentuk. Junction ini merupakan titik potong grafik distribusi impuriti base dengan grafik distribusi impuriti emmitter.
Sekarang terlihat bahwa ketebalan base untuk transistor dalam IC monolitik ini adalah 0,7 μm. Emitter-to-base junction biasanya merupakan sebuah step-graded junction, sedangkan base-to-collector junction merupakan sebuah linearly graded junction.
Tataletak Transistor IC Monolitik Ukuran fisik sebuah transistor menentukan kapasitansi isolasi parasitik juga kapasitansi junction. Karena itu biasany digunakan transistor-transistor dengan geometri kecil jika IC itu dirancang untuk bekerja pada frekuensi tinggi atau bekerja pada kecepatan switching tinggi. Geometri transistor dalam IC monolitik biasanya seperti gambar berikut ini.
Segiempat emitter berukuran 1 kali 1,5 mil, d idifusikan ke dalam daerah base 2,5 kali 4,0 mil. Kontak pada base dibuat dengan dua metalize stripe pada kedua sisi emitter. Rectangular metalized area membentuk ohmic contact pada collector region. Rectangular collectror contact dari transistor ini dapat mengurangi resistansi saturasi. Substrat dari struktur ini berada 1 mil di bawah permukaan. Karena difusi berlangsung dalam tiga dimensi, jadi jelas bahwa jarak lateral-diffusion akan juga 1 mil. Segiempat terputus-putus dalam gambar di atas ini menyatakan daerah substrat dengan ukuran 6,5 kali 8 mil.
Sifat-sifat elektrikal dari transistor ini, baik untuk collector yang dengan resistivitas 0,5 ohm.cm maupun yang dengan resistivitas 0,1 ohm.cm dirangkum dalam tabel berikut ini.
Buried Layer Karena kontak collector-nya berada di atas, transistor dalam IC mempunyai resistansi collector seri lebih besar dari pada transistor jenis diskrit yang sama. Salah satu metoda yang biasa digunakan untuk mengurangi resistansi collector seri adalah dengan jalan membuat sebuah buried layer (lapisan terpendam) jenis-n+ yang heavily doping, yang di-sandwiched di antara substrat jenis-p dan collector epitaksial jenis-n, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Struktur lapisan terpendam dapat dibuat dengan jalan mendifusikan lapisan n+ ke dalam substrat sebelum collector epitaksial jenis-n ditumbuhkan, atau dengan jalan menumbuhkan lapisan jenis-n secara selektip, dengan menggunakan masked epitaxial technique.
Transistor p-n-p Lateral Transistor dalam IC yang standard adalah jenis n-p-n, seperti yang sudah dibahas disini. Dalam beberapa aplikasi sering memerlukan transistor baik yang n-p-n maupun yang p-n-p pada chip yang sama. Struktur p-n-p lateral terlihat pada gambar berikut ini merupakan bentuk transistor p-n-p yang paling sering digunakan.
Transistor p-n-p ini menggunakan teknik difusi yang standard seperti yang digunakan untuk n-p-n, difusi n yang terakhir (yang digunakan transistor n-p-n) tidak dilaksanakan.
Transistor p-n-p VertikalTransistor ini menggunakan subtrat sebagai collector p, lapisan epitaksial n sebagai base, dan base p dari transistor n-p-n standard sebagai emitter dari transistor p-n-p ini. Seperti sudah dibahas disini bahwa subtrat harus dihubungkan pada potensial yang paling negatip dalam IC. Karena itu, transistor p-n-p vertikal dapat digunakan hanya bila collector-nya bertegangan negatip tetap. Konfigurasi seperti itu dinamakan emitter follower.
Transistor n-p-n Supergain Jika emitter didifusikan sedemikian rupa sehingga mengurangi ketebalan efektip dari base hampir mendekati yang dinamakan titik punch-through, current gain bisa meningkat secara drastis (biasanya, 5.000). Tapi, breakdown voltage berkurang sampai pada harga yang sangat rendah (misalnya 5 volt).
Jika sebuah transistor seperti itu dalam konfigurasi common emitter (CE) dihubungkan seri dengan sebuah transistor dalam konfigurasi common base (CB) di dalam IC standard (sebuah kombinasi seperti itu dinamakan rangkaian cascode), maka diperoleh superhigh gain dengan arus yang sangat kecil dan dengan breakdown voltage di atas 50 volt.
Rancangan Tataletak Transistor n-p-n Untuk rancangan tataletak transistor n-p-n terdapat bermacam-geometri permukaan. Yang dibahas disini rancangan tataletak sebuah single base stripe single collector stripe isolated n-p-n transistor dengan penampang tegak sebagai berikut
Bila semua isolasi sudah selesai dikerjakan dalam proses difusi isolasi dan seluruh permukaan wafer sudah dilapisi silikon dioksida, maka fabrikasi transistor dalam IC masih memerlukan masker-masker untuk difusi:
2.1 Teknologi Rangkaian Terpadu
Fabrikasi rangkaian terpadu didasarkan pada bahan-bahan, proses-proses dan prinsip-prinsip perncanaan yang membentuk suatu teknologi semi konduktor yang telah jauh berkembang. Struktur dasar dari suatu rangkaian terpadu terdiri dari empat lapisan dasar yang berbeda, yaitu :
1. Lapisan terbawah / landasan (subsrate)
Terbuat dari silikon jenis -p tebal sekitar 6 mil (1mil = 0.001 inchi) diatas lapisan inilah akan dibangun semua komponen aktif dan pasif yang diinginkan. Lapisan ini berperan sebagai landasan (substrate).
2. Lapisan kedua (epitaksial)
Terbuat dari silikon jenis -n tebal sekitar 1 mil. semua komponen aktif dan pasif dibangun pada lapisan ini dengan menggunakan serangkaian langkah-langkah difusi. Komponen – komponen tersebut adalah transistor, dioda, kapasitor dan tahanan yang dibuat dengan mendifusikan pencampur-pencampur jenis –p dan jenis –n.
3. Lapisan ketiga (oksida)
Terbuat dari dioksida logam berfugsi melindungi lapisan epitaksial dari kontaminasi luar, dimana difusi harus terjadi.
4. Lapisan keempat (lapisan metalik)
Terbuat dari metalik atau aluminium yang ditambahkan untuk memberi sambungan antar komponen.
2.2 Rangkain Terpadu monolitas dasar
Rangkaian terpadu monolitas terbentuk diatas sepihan silicon tunggal . kata “monolitis” diperoleh dari bahasa Yunani, monos yang berarti “tunggal”, lithos yang berarti “batu”. Jadi rangkaian monolitas dibangun menjadi satu batu tunggal atau kristal tunggal. Dalam seksi ini akan dijelaskan secara kualitatif proses fabrikasi difusi – epitaksial yang lengkap untuk rangkaian terpadu.
Rangkaian monolitas dibentuk menurut tahap – tahap dibawah ini :
2.2.1 Pertumbuhan kristal dari landasan.
Kristal silikon yang amat kecil disangkutkan pada suatu tongkat dan dimasukkan kedalam tempat peleburan silikon yang kedalamnya telah ditambahkan pencampur akseptor. Pada saat tongkat dengan perlahan – lahan ditarik keluar dari cairan silikon yang dengan hati – hati dikendalikan kondisinya, suatau batang kristal jenis –p tunggal yang berdiameter sekitar 3 inchi ( 7,5 cm ) dan panjang 20 inchi (50 cm) ditumbuhkan batang tersebut kemudian diiris-iris menjadi lempengan bundar kira – kira setebal 6 mil untuk membentuk landasan, yang diatasnya semua komponen terpadu akan dibangun. Salah satu sisi dari lempengan tersebut dibersihkan pada poles untuk menghilangkan ketidaksempurnaan permukaan sebelum dilakukan proses selanjutnya.
2.2.2 Pertumbuhan epitaksial
Suatu lapisan epitaksial jenis -n, setebal 5 sampai 25 μm,di tumbuhkan ke dalam landasan jenis-p yang mempunyai tahanan sekitar 10Ω cm. Proses epitaksial menunjukkan bahwa tahanan lapisan epitaksial jenis n dapat dipilih tanpa tergantung pada landasannya. Harga-harga 0,1 sampai 0,5 Ω cm dipilih untuk lapisan jenis –n.
2.2.3 Difusi isolasi
Difusi isolasi bermanfaat untuk mengisolir listrik diantara kompenen-kompenen yang berbeda, misalnya daerah isolasi yang berlainan harus digunakan untuk kolektor dari masing-masing transistor yang terpisah. Landasan jenis p harus dijaga tetap pada potensial yang negative dibanding dengan pulau-pulau isolasi agar hubungan-hubungan p-n tersebut tetap dicatu balik.
2.2.4 Difusi basis
Dalam proses ini lapisan baru oksida terbentuk diseluruh lempengan dan proses fotoligrafi digunakan lagi untuk membentuk pola pembukaan. Pencampur jenis p (boron) didifusikan melalui pembukaan tersebut. Dengan cara ini daerah transistor maupun tahanan – tahanan terbentu, anoda dari dioda – dioda dan kapasitor hubungan.
2.2.5 Difusi emitter
Lapisan oksida tebentuk lagi diseluruh permukaan, dan proses penutupan dengan kedok (masking) dan etsa digunakan lagi intuk membentuk jendela-jendela dalam daerah jenis p. Melalui pembukaan tersebut didifusikan pencampur jenis n (fosfor) untuk membentuk emitter transistor, dan katoda dioda, dan kapasitor hubungan.
2.2.6 Metalisasi aluminium
Semua hubungan p-n dan tahanan terbentuk dalam tahap-tahap sebelumnya. Sekarang perlu menghubungkan berbagai komponen rangkaian terpadu seperti yang dikehendaki oleh rangkaian. Untuk membuat sambungan ini set ke 4 jendela-jendela di buka kedalam lapisan SiO2 yang baru terbentuk dititik-titik dimana kontak harus dilakukan. Sehubungan antar komponen dibuat terlebih dahulu dengan menggunakan deposisi vakum dari lapisan rata alumunium ke seluruh lempengan. Teknik fotoresis sekarang digunakan untuk mengetsa daerah – daerah aluminium yang tidak diperlukan.
2.3 Pertumbuhan Epitaksial
Reaksi kimia dasar yang digunakan untuk menjelaskan penumbuhan epitaksial silikon murni adalah sebagai berikut :
SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl
2.4 Penutupan dengan Kedok dan Etsa
Metode fotoetsa digunakan untuk pelepasan SiO2 pada teknik monolitis. Selama proses fotolitografi, lempengan dilapisi dengan film rata emulsi peka cahaya. Tata letak hitam putih yang besar dengan pola pembukaan yang diinginkan dibuat kemudian diperkecil dengan fotografi. Negatifnya dengan ukuran yang diperlukan diletakkan sebagai kedok (mask) diatas fotoresis.
2.5 Difusi Pencampur (Impurities)
Proses yang paling penting dalam fabrikasi rangkaian terpadu adalah difusi pencampur kedalam serpih silicon. Waktu difusi yang wajar (2jam) memerlukan difusi yang tinggi (~ 1.0000c). Karena itu, ruang bakar difusi temperatur tinggi, yang mempunyai temperatur yang baik terkendali diseluruh panjang daerah panas ruang bakar, merupakan peralatan standar dalam suatu fasilitas untuk fabrikasi rangkaian terpadu.
Disini collector terpisah dari substrat secara elektrik karena dioda-dioda isolasinya dalam keadaan reverse biased. Anoda dari dioda isolasi meliputi seluruh bagian belakang wafer, sehingga kontak collector harus dibuat di atas, seperti terlihat pada gambar di atas tadi.
Jadi jelas sekarang, bahwa dioda isolasi dari transistor dalam IC mempunyai dua pengaruh yang tidak diinginkan. Yaitu, dioda isolasi memperbesar kapasitansi shunt yang parasitik pada collector dan memperpanjang jalur arus bocor. Selain itu, keharusan menempatkan sambungan collector di atas dapat memperpanjang jalur arus-collector akibatnya resistansi collector dan VCE,sat semakin besar.
Semua pengaruh yang tidak diinginkan itu tidak terdapat pada transistor epitaksial yang diskrit, seperti yang terlihat pada gambar berikkut ini.
Kemudian, apa gunanya membuat transistor IC monolitik. Salah satunya adalah perbaikan yang signifikan dalam kinerja, karena transistor-transistor dalam IC secara fisik terletak saling berdekatan, dan karakteristik elektriknya hampir padan (matched). Misalnya, spasi transistor-transistor dalam IC sekitar 30 mil (0,03 in), mempunyai VBE sebesar 5 mV dengan koefisien suhu 10 μV/oC. Transistor-transistor ini cocok untuk membuat sebuah difference amplifier unggulan.
Karakteristik elektrik sebuah transistor tergantung pada ukuran dan geometri transistor, doping level, jadwal difusi, bahan dasar silikon. Dari semua faktor ini ukuran dan geometri memberikan fleksibilitas perancangan yang terbesar. Doping level dan jadwal difusi ditentukan oleh jadwal difusi standard yang dipakai untuk membuat transistor-transistor yang diinghinkan dalam IC.
Profil Impuriti Untuk Transistor IC Monolitik Transistor dalam IC Monolitik biasanya mempunyai profil impuriti sebagai berikut.
Background concentration NBC (konsentrasi latarbelakang), atau epitaxial-collector concentration, digambarkan dengan garis terputus-putus dalam grafik profil di atas ini. Difusi base dari impuriti jenis-p (boron) dimulai dengan konsentrasi dipermukaan sebanyak 5 x 1018 atom/cm3, dan didifusikan sampai kedalaman 2,7 μm, pada tempat collector junction terbentuk.
Difusi emitter (fosfor) dimulai dengan konsentrasi permukaan yang jauh lebih banyak (mendekati solid solubility-nya) sekitar 1021 atom/cm3, dan didifusikan sampai kedalaman 2 μm, tempat emitter junction terbentuk. Junction ini merupakan titik potong grafik distribusi impuriti base dengan grafik distribusi impuriti emmitter.
Sekarang terlihat bahwa ketebalan base untuk transistor dalam IC monolitik ini adalah 0,7 μm. Emitter-to-base junction biasanya merupakan sebuah step-graded junction, sedangkan base-to-collector junction merupakan sebuah linearly graded junction.
Tataletak Transistor IC Monolitik Ukuran fisik sebuah transistor menentukan kapasitansi isolasi parasitik juga kapasitansi junction. Karena itu biasany digunakan transistor-transistor dengan geometri kecil jika IC itu dirancang untuk bekerja pada frekuensi tinggi atau bekerja pada kecepatan switching tinggi. Geometri transistor dalam IC monolitik biasanya seperti gambar berikut ini.
Segiempat emitter berukuran 1 kali 1,5 mil, d idifusikan ke dalam daerah base 2,5 kali 4,0 mil. Kontak pada base dibuat dengan dua metalize stripe pada kedua sisi emitter. Rectangular metalized area membentuk ohmic contact pada collector region. Rectangular collectror contact dari transistor ini dapat mengurangi resistansi saturasi. Substrat dari struktur ini berada 1 mil di bawah permukaan. Karena difusi berlangsung dalam tiga dimensi, jadi jelas bahwa jarak lateral-diffusion akan juga 1 mil. Segiempat terputus-putus dalam gambar di atas ini menyatakan daerah substrat dengan ukuran 6,5 kali 8 mil.
Sifat-sifat elektrikal dari transistor ini, baik untuk collector yang dengan resistivitas 0,5 ohm.cm maupun yang dengan resistivitas 0,1 ohm.cm dirangkum dalam tabel berikut ini.
Buried Layer Karena kontak collector-nya berada di atas, transistor dalam IC mempunyai resistansi collector seri lebih besar dari pada transistor jenis diskrit yang sama. Salah satu metoda yang biasa digunakan untuk mengurangi resistansi collector seri adalah dengan jalan membuat sebuah buried layer (lapisan terpendam) jenis-n+ yang heavily doping, yang di-sandwiched di antara substrat jenis-p dan collector epitaksial jenis-n, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Struktur lapisan terpendam dapat dibuat dengan jalan mendifusikan lapisan n+ ke dalam substrat sebelum collector epitaksial jenis-n ditumbuhkan, atau dengan jalan menumbuhkan lapisan jenis-n secara selektip, dengan menggunakan masked epitaxial technique.
Transistor p-n-p Lateral Transistor dalam IC yang standard adalah jenis n-p-n, seperti yang sudah dibahas disini. Dalam beberapa aplikasi sering memerlukan transistor baik yang n-p-n maupun yang p-n-p pada chip yang sama. Struktur p-n-p lateral terlihat pada gambar berikut ini merupakan bentuk transistor p-n-p yang paling sering digunakan.
Transistor p-n-p ini menggunakan teknik difusi yang standard seperti yang digunakan untuk n-p-n, difusi n yang terakhir (yang digunakan transistor n-p-n) tidak dilaksanakan.
Transistor p-n-p VertikalTransistor ini menggunakan subtrat sebagai collector p, lapisan epitaksial n sebagai base, dan base p dari transistor n-p-n standard sebagai emitter dari transistor p-n-p ini. Seperti sudah dibahas disini bahwa subtrat harus dihubungkan pada potensial yang paling negatip dalam IC. Karena itu, transistor p-n-p vertikal dapat digunakan hanya bila collector-nya bertegangan negatip tetap. Konfigurasi seperti itu dinamakan emitter follower.
Transistor n-p-n Supergain Jika emitter didifusikan sedemikian rupa sehingga mengurangi ketebalan efektip dari base hampir mendekati yang dinamakan titik punch-through, current gain bisa meningkat secara drastis (biasanya, 5.000). Tapi, breakdown voltage berkurang sampai pada harga yang sangat rendah (misalnya 5 volt).
Jika sebuah transistor seperti itu dalam konfigurasi common emitter (CE) dihubungkan seri dengan sebuah transistor dalam konfigurasi common base (CB) di dalam IC standard (sebuah kombinasi seperti itu dinamakan rangkaian cascode), maka diperoleh superhigh gain dengan arus yang sangat kecil dan dengan breakdown voltage di atas 50 volt.
Rancangan Tataletak Transistor n-p-n Untuk rancangan tataletak transistor n-p-n terdapat bermacam-geometri permukaan. Yang dibahas disini rancangan tataletak sebuah single base stripe single collector stripe isolated n-p-n transistor dengan penampang tegak sebagai berikut
Bila semua isolasi sudah selesai dikerjakan dalam proses difusi isolasi dan seluruh permukaan wafer sudah dilapisi silikon dioksida, maka fabrikasi transistor dalam IC masih memerlukan masker-masker untuk difusi:
2.1 Teknologi Rangkaian Terpadu
Fabrikasi rangkaian terpadu didasarkan pada bahan-bahan, proses-proses dan prinsip-prinsip perncanaan yang membentuk suatu teknologi semi konduktor yang telah jauh berkembang. Struktur dasar dari suatu rangkaian terpadu terdiri dari empat lapisan dasar yang berbeda, yaitu :
1. Lapisan terbawah / landasan (subsrate)
Terbuat dari silikon jenis -p tebal sekitar 6 mil (1mil = 0.001 inchi) diatas lapisan inilah akan dibangun semua komponen aktif dan pasif yang diinginkan. Lapisan ini berperan sebagai landasan (substrate).
2. Lapisan kedua (epitaksial)
Terbuat dari silikon jenis -n tebal sekitar 1 mil. semua komponen aktif dan pasif dibangun pada lapisan ini dengan menggunakan serangkaian langkah-langkah difusi. Komponen – komponen tersebut adalah transistor, dioda, kapasitor dan tahanan yang dibuat dengan mendifusikan pencampur-pencampur jenis –p dan jenis –n.
3. Lapisan ketiga (oksida)
Terbuat dari dioksida logam berfugsi melindungi lapisan epitaksial dari kontaminasi luar, dimana difusi harus terjadi.
4. Lapisan keempat (lapisan metalik)
Terbuat dari metalik atau aluminium yang ditambahkan untuk memberi sambungan antar komponen.
2.2 Rangkain Terpadu monolitas dasar
Rangkaian terpadu monolitas terbentuk diatas sepihan silicon tunggal . kata “monolitis” diperoleh dari bahasa Yunani, monos yang berarti “tunggal”, lithos yang berarti “batu”. Jadi rangkaian monolitas dibangun menjadi satu batu tunggal atau kristal tunggal. Dalam seksi ini akan dijelaskan secara kualitatif proses fabrikasi difusi – epitaksial yang lengkap untuk rangkaian terpadu.
Rangkaian monolitas dibentuk menurut tahap – tahap dibawah ini :
2.2.1 Pertumbuhan kristal dari landasan.
Kristal silikon yang amat kecil disangkutkan pada suatu tongkat dan dimasukkan kedalam tempat peleburan silikon yang kedalamnya telah ditambahkan pencampur akseptor. Pada saat tongkat dengan perlahan – lahan ditarik keluar dari cairan silikon yang dengan hati – hati dikendalikan kondisinya, suatau batang kristal jenis –p tunggal yang berdiameter sekitar 3 inchi ( 7,5 cm ) dan panjang 20 inchi (50 cm) ditumbuhkan batang tersebut kemudian diiris-iris menjadi lempengan bundar kira – kira setebal 6 mil untuk membentuk landasan, yang diatasnya semua komponen terpadu akan dibangun. Salah satu sisi dari lempengan tersebut dibersihkan pada poles untuk menghilangkan ketidaksempurnaan permukaan sebelum dilakukan proses selanjutnya.
2.2.2 Pertumbuhan epitaksial
Suatu lapisan epitaksial jenis -n, setebal 5 sampai 25 μm,di tumbuhkan ke dalam landasan jenis-p yang mempunyai tahanan sekitar 10Ω cm. Proses epitaksial menunjukkan bahwa tahanan lapisan epitaksial jenis n dapat dipilih tanpa tergantung pada landasannya. Harga-harga 0,1 sampai 0,5 Ω cm dipilih untuk lapisan jenis –n.
2.2.3 Difusi isolasi
Difusi isolasi bermanfaat untuk mengisolir listrik diantara kompenen-kompenen yang berbeda, misalnya daerah isolasi yang berlainan harus digunakan untuk kolektor dari masing-masing transistor yang terpisah. Landasan jenis p harus dijaga tetap pada potensial yang negative dibanding dengan pulau-pulau isolasi agar hubungan-hubungan p-n tersebut tetap dicatu balik.
2.2.4 Difusi basis
Dalam proses ini lapisan baru oksida terbentuk diseluruh lempengan dan proses fotoligrafi digunakan lagi untuk membentuk pola pembukaan. Pencampur jenis p (boron) didifusikan melalui pembukaan tersebut. Dengan cara ini daerah transistor maupun tahanan – tahanan terbentu, anoda dari dioda – dioda dan kapasitor hubungan.
2.2.5 Difusi emitter
Lapisan oksida tebentuk lagi diseluruh permukaan, dan proses penutupan dengan kedok (masking) dan etsa digunakan lagi intuk membentuk jendela-jendela dalam daerah jenis p. Melalui pembukaan tersebut didifusikan pencampur jenis n (fosfor) untuk membentuk emitter transistor, dan katoda dioda, dan kapasitor hubungan.
2.2.6 Metalisasi aluminium
Semua hubungan p-n dan tahanan terbentuk dalam tahap-tahap sebelumnya. Sekarang perlu menghubungkan berbagai komponen rangkaian terpadu seperti yang dikehendaki oleh rangkaian. Untuk membuat sambungan ini set ke 4 jendela-jendela di buka kedalam lapisan SiO2 yang baru terbentuk dititik-titik dimana kontak harus dilakukan. Sehubungan antar komponen dibuat terlebih dahulu dengan menggunakan deposisi vakum dari lapisan rata alumunium ke seluruh lempengan. Teknik fotoresis sekarang digunakan untuk mengetsa daerah – daerah aluminium yang tidak diperlukan.
2.3 Pertumbuhan Epitaksial
Reaksi kimia dasar yang digunakan untuk menjelaskan penumbuhan epitaksial silikon murni adalah sebagai berikut :
SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl
2.4 Penutupan dengan Kedok dan Etsa
Metode fotoetsa digunakan untuk pelepasan SiO2 pada teknik monolitis. Selama proses fotolitografi, lempengan dilapisi dengan film rata emulsi peka cahaya. Tata letak hitam putih yang besar dengan pola pembukaan yang diinginkan dibuat kemudian diperkecil dengan fotografi. Negatifnya dengan ukuran yang diperlukan diletakkan sebagai kedok (mask) diatas fotoresis.
2.5 Difusi Pencampur (Impurities)
Proses yang paling penting dalam fabrikasi rangkaian terpadu adalah difusi pencampur kedalam serpih silicon. Waktu difusi yang wajar (2jam) memerlukan difusi yang tinggi (~ 1.0000c). Karena itu, ruang bakar difusi temperatur tinggi, yang mempunyai temperatur yang baik terkendali diseluruh panjang daerah panas ruang bakar, merupakan peralatan standar dalam suatu fasilitas untuk fabrikasi rangkaian terpadu.
Post a Comment