Конструктивно-технологический базис для микросхем радиочастотного диапазона на основе самоформируемых структур

• Автор: Демидова, Юлия Брониславовна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Гл. Рд. Прд. НАЗВАНИЕ

1 Анализ состояния и тенденции развития сверхскоростных

транзисторных структур и ИС на их основе

1.1 Тенденции развития биполярных технологий

1.2 Основные приемы самоформирования. Параметры структур

1.3 Боковая диэлектрическая изоляция - как способ точной

локализации элементов

1.4 Поликристаллический и аморфный кремний - как многофункциональные материалы и элементы самоформирования

1.5 Сверхинтегрированные биполярные и полевые транзисторные

структуры

1.6 Методы изменения конфигурации структур по рисунку базовых

областей
1.7 Методы изменения конфигурации структур по рисунку меза
коллекторных областей
1.8 Методы изменения конфигурации структур по рисунку
изолирующих областей
1.9 Оптимизация параметров структур и перспективы их развития
1.10 Выводы
2 Методы самосовмещения и самоформирования, их применение
2.1 Метод создания самосовмещенной резистивной маски
2.1.1 Практические способы создания самосовмещенной
резистивной маски
2.2 Самосовмещенные локальные маски, самоформируемые на
боковых стенках опорного элемента
2.2.1 Метод создания локальной вертикальной маски
спейсерного тина с характерным скругленным краем
2.2.2 Метод создания локальной наклонной маски
спейсерного типа с характерным скругленным краем
2.3 Методы создания боковой диэлектрической изоляции
Гл. Рд. Прд. НАЗВАНИЕ
2.3.1 Метод создания самосовмещенных мелких областей
изоляции горизонтального типа (ГИО)
2.3.2 Методы создания областей боковой диэлектрической
изоляции сверхтонких и ультратонких эмиттерных
переходов (БДИЭ)
2.4 Сравнение биполярных структур, формируемых относительно
различных опорных контуров самосовмещения
2.4.1 Структуры, формируемые относительно эмиттерных
областей
2.4.2 Структуры, формируемые относительно базовых областей
2.4.3 Структуры, формируемые относительно
коллекторных областей
2.4.4 Структуры, формируемые относительно
изолирующих областей
2.5 Методики контроля параметров трехмерных элементов.
Контроль полноты вскрытия субмикронных окон
2.6 Конструкция и топология реализуемой структуры
2.7 Выводы
3 Математическое моделирование высокочастотного широкополосного
усилителя с активными и пассивными СВЧ элементами с учетом паразитных влияний выводов
3.1 Выбор схемы широкополосного усилителя
3.2 Расчет параметров модели транзистора, приближенной к
реальной
3.3 Результаты расчетов широкополосного усилителя
3.4 Фактор шума
3.5 Выводы
4 Конструктивно-технологический базис микросхемы высокочастотного
широкополосного усилителя
4.1 Конструктивные особенности разработанного базиса

Рд. Прд. НАЗВАНИЕ
4.2 Технологический маршрут изготовления микросхемы
4.3 Рисунки к технологическому маршруту
4.4 Выводы
Экспериментальные исследования критичных мест в конструкции СВЧ транзисторных структур и технологии их изготовления
5.1 Исследования распределений концентраций примесей в
биполярных СВЧ транзисторных структурах
5.2 Диффузионные коллекторные области
5.3 Глубокий низкоомный коллекторный контакт; нижняя
обкладка конденсатора
5.4 Выбор технологических режимов формирования резисторов
на основе пленок поликристаллического кремния
5.5 Формирование противоинверсионных областей под основной
горизонтальной областью изоляции
5.6 Формирование глубоких и узких изолирующих областей
щелевого типа и противоинверсионных р - слоев на донных участках этих щелей
5.7 Исследование критичных мест в конструкции и технологии
формирования СВЧ транзисторных структур с точно локализованными элементами
5.7.1 Метод создания самосовмещенной резистивной маски
5.7.2 Псевдоэмиттерные области и области боковой диэлектрической изоляции эмитгерных переходов
5.7.3 Горизонтальные изолирующие области
5.7.4 Области контактной пассивнй базы (КПБ) на основе поликремния
5.8 Выводы
Конструктивно-топологический базис изготовления схемы СВЧ
широкополосного усилителя
6.1 Конструктивно-технологические ограничения на разработку
кристалла микросхемы радиочастотного диапазона
Подставляя транзисторы с различным значением £,, получим семейство кривых амплитудных характеристик (рис.3.2).
1 - £г = 2,8 ГГц; 2-£т = 5ГГц; 3-£ = 20ГГц; 4-£г = 25ГГц.
Рис. 3.2 - Зависимость коэффициента передачи в частотной области от £г применяемых транзисторов.
Из рисунка 3.2 видно, что при значении £, = 25 ГГц (кривая 4), усилитель становится более широкополосным в выбранном частотном диапазоне, при этом неравномерность полосы усиления составляет порядка 10дБ. Принимая во внимание известное правило, что при выравнивании неравномерности полосы усиления коэффициент передачи падает (см. рис. 3.14) и вышесказанное следствие из рисунка
3.2, окончательно выбираем транзистор с £,=25 ГГц. Это значение £, принимаем в качестве показателя цели при реализации ШУ в данной работе.
На частотах свыше 1ГГц, значения паразитных индуктивностей, емкостей выводов, электромагнитная связь и не прямолинейность микрополосков, соединяющих элементы схемы, вносят значительный вклад в амплитудно - частотную характеристику усилителя. Учитывая вышесказанное, схема структуры усилителя