V形槽隔离

科技工作者之家 2020-11-17

V形槽隔离(V-groove isolation)是双极集成电路的一种隔离技术。它利用硅的某些晶面在一定的腐蚀液中腐蚀速度的不同,即所谓各向异性腐蚀技术,从而得到可以把元器件分开的隔离槽。1

原理V形槽隔离是用各向异性腐蚀的方法在隔离区形成V型沟槽的一种空气隙隔离。由于元件间以空气介质隔离, 因此,晶体管的基区和集电极可以靠边。这就大幅度减少了集电极侧壁电容;同时,晶体管面积可减小到常规pn结隔离的1/6。V形槽隔离技术有利于提高速度和集成度。

改进的V形槽隔离为了改善V形槽隔离硅片表面的平整度,以便使用简单的铝金属化及多层布线,往往用多晶硅或聚酰亚铵填平沟槽。

填充多晶硅是在沟槽腐蚀后由CVD淀积多晶硅完成的。

其步骤是:硅槽腐蚀-热氧化-多晶硅淀积-磨去硅岛表面的多晶硅(或反应离子腐蚀),以后工艺同常规工艺。下图示出了这种多晶硅填充V形槽结构。

举例例如,在加热的联氨溶液(N2H4的水溶液)中,由于硅的晶向的原子密度比通常所用的晶向的原子密度低,因此腐蚀速度较快(大约快30倍)。这样,在对晶面进行腐蚀时,就沿面形成V形的腐蚀槽。2

V形槽的腐蚀是自动停止的,因为一旦面腐蚀完后,剩余的晶向的侧面腐蚀得非常慢。

优点V形槽隔离的最大优点是改善了横向腐蚀,减小了隔离区面积(或隔离槽宽度),因而提高了集成度;此外是设有隔离墙电容,因此电路速度较快1。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学

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