บทที่3 เทคโนโลยีวงจรรวม

69
3.3 เทคโนโลยีไบซีมอส
เนื่องจากทั้งทรานซิสเตอรแบบไบโพลารและมอสเฟตตางก็มีขอดีขอเสียตางกันดังนั้นจึง
ทําใหเกิดเทคโนโลยีไบซีมอส(BiCMOS)ขึ้น
เทคโนโลยีนี้เปนการผลิตทรานซิสเตอรแบบ
ไบโพลารและมอสเฟตบนซับสเตรตเดียวกันซึ่งจะทําใหผูออกแบบวงจรสามารถใชขอไดเปรียบ
ของทั้งทรานซิสเตอรแบบไบโพลารและมอสเฟตในการออกแบบวงจรทําใหวงจรมีประสิทธิภาพ
สูงขึ้น
แตขั้นตอนในการผลิตจะยุงยากมากขึ้น
รูปที่
3.20 แสดงโครงสรางของวงจรรวมแบบ
ไบซีมอส
สําหรับขั้นตอนในการสรางวงจรรวมดวยเทคโนโลยีแบบไบซีมอสในรูปที่
3.20 เริ่มตน
จากขั้นตอนแรกจะทําการมาสค(mask)และทําการปลูก(implantation)ชั้นสารกึ่งตัวนําชนิด
n
ดวยธาตุพลวง(antimony)เพื่อใหเกิดเปนชั้นฝง(buried
layers)ลงบนซับสเตรตซึ่งเปนสารกึ่ง
ตัวนําชนิด p ซึ่งกระบวนการดังกลาวใชสําหรับไบโพลารทรานซิสเตอรชนิด
npn และมอสเฟต
ชนิดพีมอส ขั้นตอนที่สองจะทําการปลูกชั้นสารกึ่งตัวนําชนิดp(p-well)ดวยธาตุโบรอนที่ไม
บริสุทธิ์(impurities)สําหรับมอสเฟตชนิดเอ็นมอส
ตอมาจะทําการปลูกชั้นอิปแทกซีซึ่งเปนสารกึ่ง
ตัวนําชนิด n ที่มีขนาด
1μm เพื่อสรางเปนสวนของคอลเล็กเตอรของไบโพลารทรานซิสเตอรชนิด
npn และเปนสวนของแชนแนลสําหรับพีมอส ในระหวางนี้จะทําการใหความรอนกับวงแหวนวง
นอกสุดของธาตุโบรอนเพื่อใหอะตอมที่เคลื่อนที่อยูเกิดการแพรกระจายออกและทําใหสารกึ่งตัวนํา
ชนิด p (p-well) ขยายออกติดกับหนาสัมผัสของพื้นผิวที่เหลือจากชั้นฝงของการโดปดวยแรพลวง
ขั้นตอนตอมาจะเปนการมาสคเพื่อกําหนดขอบเขตที่เปนความหนาพื้นที่ของออกไซด
(field oxide)ที่ปลูกลงไปและสวนนี้ยังกัดทะลุลงไปถึงชั้นของอิปแทกซี
ขั้นตอนสุดทายจะเปน
ขั้นตอนในการปลูกชั้นของสารกึ่งตัวนําชนิด
p และ n เพื่อสรางเปนชั้นเบสและอิมิตเตอรอีกทั้งลด
ความตานทานชั้นคอลเล็กเตอรของไบโพลารทรานซิสเตอรและสรางเปนสวนของซอรสและเดรน
ของมอสเฟต ขบวนการตอไปก็จะปลูกออกไซดลงไปยังชั้นเกตตามดวยหนาสัมผัสที่ทํามาจาก
โพลีซิลิกอน ในสวนของอิมิตเตอรของไบโพลารทรานซิสเตอรก็ทําในรูปแบบเดียวกันกับเกตของ
มอสเฟต การปรับคาแรงดันขีดเริ่มเปลี่ยน(threshold
voltage)ของมอสเฟตจะกระทําในขั้นตอนนี้
หลังจากนั้นก็ทําการเชื่อมตอหนาสัมผัสโลหะที่เบส
คอลเล็กเตอร ซอรสและเดรนของ
ทรานซิสเตอร ซึ่งก็จะทําใหไดโครงสรางของวงจรรวมแบบไบซีมอสตามรูปที่
3.20