7. Межэлементные соединения и контактные площадки
Все межсоединения, контактные площадки для подсоединения внешних выводов и верхние обкладки конденсаторов со структурой МДП выполняются, как правило, при помощи однослойной алюминиевой металлизации. Необходимая конфигурация алюминиевой пленки обеспечивается при помощи селективного травления.
В местах подсоединения алюминиевых проводников к элементам, расположенных в объеме подложки, в пленке двуокиси кремния, покрывающей эти области, вытравливаются отверстия. Необходимо учитывать, что Al образует низкоомный невыпрямляющий контакт с кремнием р- и n+ типов, поэтому в местах подсоединения алюминиевых проводников к области с n-проводимостью (например, к коллекторной области транзистора) необходимо предусмотреть формирование подконтактных областей с проводимостью n+ - типа. Формирование подконтактных областей производится в процессе эмиттерной диффузии и не требует введения дополнительных технологических операций.
Контактные площадки, служащие для подсоединения к кристаллу проволочных выводов, располагаются за пределами изолированных областей, в которых расположены активные и пассивные элементы схемы, на поверхности толстой пленки двуокиси кремния.
В связи с малой толщиной алюминиевых проводников удельное поверхностное сопротивление их довольно велико (0,03 Ом/ при толщине пленки 1мкм), поэтому при проектировании межсоединений и выборе мест расположения контактных площадок необходимо стремиться к минимальной длине тонкопленочных проводников.
В качестве материала для контактных площадок наиболее широко применяется алюминий и золото, а также сплавы Al+Ni.
Основное требование к материалам для контактных площадок – совместимость с материалом выводов от кристалла, обеспечивающая хорошую адгезию. Форма контактных площадок – прямоугольная и круглая. Расположение площадок по периметру кристалла и их последовательность должны обеспечивать разводку выводов в корпусах без взаимных пересечений. Соединения должны быть как можно короче и проходить по прямой линии.
В
сложных ИС для исключения пересечений
межсоединений можно использовать так
называемый метод “подныривания”,
заключающийся в том, что один из
пересекающихся проводников выполняется
в виде полупроводникового элемента в
объеме подложки, а второй проводник
прокладывается на поверхности оксидной
пленки, покрывающей этот элемент.
Структура “диффузионной перемычки”
показана на рис.15.
Рис.15. Структура диффузионной перемычки
При реализации этого метода можно использовать как схемные элементы (например, диффузионные резисторы, коллекторные и базовые области транзисторов, нижние обкладки МДП – конденсаторов), так и специальные элементы пересечения, представляющие собой низкоомные диффузионные резисторы, включенные в разрыв одного из пересекающихся проводников.
Однако, указанные типы перекрещиваний следует использовать только в случае абсолютной необходимости, по следующим причинам:
за счет добавления изолирующей области увеличивается сложность и габариты кремниевой пластины;
в ту часть микросхемы, к которой присоединяется перемычка, вносится
паразитная емкость;
3) конечная величина сопротивления, вносимого перемычкой, вызывает смещение всех уровней напряжения, поэтому ни в коем случае нельзя допускать включение перемычек в провода питания.