Первый метод (рис. 13) позволяет, например, сформировать изолированные транзистор и резистор после того, как получена многослойная полупроводниковая структура (рис. 13,а), состоящая из четырех полупроводниковых слоев, изолированных от поликристалличёской подложки слоем S.O2. Такая структура может быть получена на кремнии методом эпитаксиального выращивания. Теперь вместо серии маскировок, используемых обычно при изготовлении модуля, для получения структуры, показанной на рис. 13,6, используется единый процесс трехмерного формирования. При этом нижний /г-слой обнажается так, чтобы сделать контакт с коллектором. На следующем уровне обнажается /7-слой, чтобы можно было сделать контакт с базой, а наверху оказывается более сильно легированный п-слой, который служит эмиттером. Самый нижний, наиболее сильно легированный слой п+ служит для обеспечения низкоомной связи между коллекторным контактом и переходом коллектор — база. Кроме того, вокруг прибора прорезан глубокий паз вплоть до области р-типа, который служит для изоляции транзистора от соседних пассивных и активных компонентов. Аналогично и одновременно изготавливается резисторный участок (заметим, что масштаб по нертикали сильно увеличен).
Второй метод — ячеечный — является аналогом метода теневой маски, используемого в цветном телевидении. Сущность метода состоит в том, что экран трубки разделяется на ячейки, содержащие красный, зеленый и синий люминофоры и, в зависимости от требуемого цвета, электронный луч возбуждает соответствующую их комбинацию. Подобным же образом ИС может быть разделена на миниатюрные ячейки, каждая из которых содержит все слои, которые могут потребоваться для выполнения какой-то определенной функции. Если ко всем слоям каждой ячейки имеется доступ с лицевой стороны пластины, то процесс распределения функций между ними становится двухмерным и легко поддается управлению при помощи вычислительной машины.
Было бы удобно, если бы активные слои в ячейке были расположены параллельно плоскости х, z и имелся бы доступ к их торцевым краям в плоскости х, у. Но, видимо, такую подложку изготовить невозможно. Поэтому слои в ячейках располагаются в нескольких плоскостях, параллельных плоскости выводов х, у.
Теперь рассмотрим вкратце, чего можно достигнуть, используя матрицу идентичных ячеек, полученных с применением планарной и эпитаксиальной технологии. Отдельная ячейка, имеющая все слои, необходимые для формирования транзистора, может быть изолирована от соседних ячеек слоем диэлектрика, который получается при помощи эпитаксиального метода. С точки зрения общей идеи важно, чтобы размеры ячеек были настолько малыми, насколько позволяет технология, и чтобы функция каждого компонента выполнялась несколькими ячейками. Такие ячейки можно использовать по-разному в зависимости от коммутации слоев:
. 1) можно изготовить транзисторы на любую мощность, соединяя параллельно соответствующее число ячеек;
2) можно сделать два типа диодов из коллекторного и эмиттерного переходов;
3) можно изготовить резисторы, используя сопротивления между двумя коллекторными контактами;
4) можно изготовить конденсаторы, используя емкость коллекторного перехода.