Изготовления транзисторов

МДП-транзисторы с технологически встроенным каналом имеют канал и- или /7-типа. Встроенный в процессе технологического изготовления транзистора канал самоизолируется от подложки обедненным слоем р-п перехода. Основная особенность МДП-транзисторов со встроенным каналом заключается в возможности их работы в режиме объединения и обогащения встроенного канала подобно рассмотренной выше работе МДП-транзистора с индуцированным каналом и-типа.

В формулах (2.19) и (2.20) коэффициент k (А/В2) определяется конструкцией и технологией изготовления транзистора. Отметим, что крутизна как МДП-транзистора, так и полевого транзистора с р-и-перехо-дом уменьшается с падением тока стока.

Метод тройной диффузии не позволяет получать транзисторы с высоким коэффициентом усиления, который зависит от эффективности инжекции перехода эмиттер—база. Тройная диффузия не дает возможности создавать большие градиенты концентрации примеси на этом переходе, так как в процессе изготовления транзистора необходимо выполнять условие NSa > NS6 > NSK > Nn, где NS9, N$6, ^SK — поверхностные концентрации примеси при диффузии эмиттера, базы и коллектора; Na—концентрация примеси в подложке.

МДП-транзисторы с технологически встроенным каналом имеют канал и- или р-типа. Встроенный в процессе технологического изготовления транзистора канал самоизолируется от подложки обедненным слоем р-п перехода. Основная особечность МДП-транзисторов со встроенным каналом заключается в возможности их работы в режиме объединения и обогащения встроенного канала подобно рассмотренной выше работе МДП-транзистора с индуцированным каналом и-типа.

МДП-транзисторы с технологически встроенным каналом имеют канал и- или р-типа. Встроенный в процессе технологического изготовления транзистора канал самоизолируется от подложки обедненным слоем р-п перехода. Основная особечность МДП-транзисторов со встроенным каналом заключается в возможности их работы в режиме объединения и обогащения встроенного канала подобно рассмотренной выше работе МДП-транзистора с индуцированным каналом и-типа.

МДП-транзисторы могут быть как с встроенным каналом, создаваемым в процессе изготовления транзистора (МДП-транзисторы с изолированным затвором обедненного типа), так и с индуцированным каналом, наведенным внешним напряжением на затворе (МДП-транзисторы с изолированным затвором обогащенного типа).

Наиболее широкое распространение в полупроводниковых ИМС нашли диффузионные резисторы, которые изготовляют на диффузионных слоях базовой или эмиттерной области транзисторной структуры и формируют непосредственно в процессе изготовления транзистора, а также пинч-резисторы.

Следующая группа ограничений — неравенств вводится для контролируемых в процессе изготовления транзистора параметров YI , которые должны быть максимальными:

Для эмиттера в виде круга Яэ=2я/?э. а для полосково-го (прямоугольного) эмиттера Яэ=2(/,3 + гэ). В (2.586) первое слагаемое по-прежнему отражает объемные потери электронов в активной базе, второе — потери электронов в объеме пассивной базы, а третье — потери электронов за счет поверхностной рекомбинации. В кремниевых транзисторах usr = 200-^2000 см/с и сильно зависит от технологии изготовления транзистора.

7.3. Упрощенная схема изготовления транзистора методом диффузии

Конструктивное исполнение транзистора, входящего в состав полупроводниковой ИМС, обычно ^Ре^^ся^\11\1а^а^1 хаоактеоистиками. Ограничения, накладываемые эпитаксиально планГрХй технологией изготовления транзистора, и сильная зависимость его параметров от паразитных явлений во многих случаях требуют разработки специальной конструкции, оптимально учитывающей противоречивые требования. Интегральный биполярный транзистор является важнейшим элементом большинства полупро-

Транзисторы принято подразделять на группы по диапазонам используемых частот и мощностей. Классификация и условные графические обозначения биполярных транзисторов приведены на 1.20. Для изготовления транзисторов широко применяются два полупроводниковых материала: герма- 1.20. Классификация и условные Ний И кремний. Структура и графические обозначения биполярных конструкция биполярного тран-

6.21. Конструкция, основные параметры и технологические особенности изготовления транзисторов ............... 124

6.21. Конструкция, основные параметры и технологические особенности изготовления транзисторов

Последовательность изготовления транзисторов по планар-но-эпитаксиальной технологии включает следующие основные этапы ( 7.3). На исходной отполированной поверхности кремния (низкоомная подложка га+-типа) / выращивают высоко-омную эпитаксиальную пленку га-типа 2. Далее пластина окисляется в потоке кислорода для создания защитной пленки (маски) SiO2 3. С помощью фотолитографических процессов на эту пленку наносят фоторезист (фоточувствительный лак) 4 и фоточувствительный слой. После этого облучают поверхность ультрафиолетовыми лучами 5 через фотомаски. Облученные участки 7 фоторезиста задубливаются (превращаются в кислотоупорный слой), а необлученные — удаляют. После этого вытравливают, «окна» и уда-. ляют задубленный защитный рельеф. Через «окна» производят диффузию акцептора, образующего переход коллектор — база и базовая область 8 и после окисления вводят донорную примесь» образующую эмиттерную- область 9 и переход эмиттер — база. Для получения контактных площадок эмиттерной и базовой об-

Диффузионный метод изготовления транзисторов и его разновидности основаны на различии скоростей диффузии донорных и акцепторных примесей в исходный кристалл полупроводника. Например, при одинаковых условиях скорость диффузии сурьмы почти в 10 раз выше, чем галлия. К достоинствам этих методов относится возможность изготовления дрейфовых транзисторов с неравномерным распределением концентрации примесей в базе. Область применения диффузионных транзисторов ограничена низковольтными устройствами высокой и сверхвысокой частоты.

Для изготовления транзисторов, как и для изготовления других элементов полупроводниковых ИМС и межэлементных соединений, в настоящее время используется несколько разновидностей планарной технологии. Наиболее широко применяется планарно-диффузаочная и планарно-эпш'аксиальная технология с изоляцией элементов с помощью обратносмещенных р-я-переходов.

Недостатки транзисторов: зависимость параметров от температуры, малое входное сопротивление и его нелинейность, трудность изготовления транзисторов с идентичными параметрами и сравнительно высокий уровень собственных шумов. Принципиальным недостатком транзисторов является потребление мощности во входной цепи, так как транзистор управляется током, а не напряжением, как в электронной лампе. Однако преимущества транзисторов перед электронными лампами настолько существенны, что роль электронных ламп в радиоэлектронике становится все менее значительной.

изготовления транзисторов, имеет удельное сопротивление р=1,5 Ом -см и постоянную Холла У?н=5,4-103 см3/Кл. Определить концентрацию основных носителей заряда и подвижность. Какой еще параметр необходимо знать, что-

бы выяснить возможность использования этого образца для изготовления транзисторов со сплавным переходом? Обнаружено, что при повышении температуры образца постоянная Холла не изменяется, тогда как удельное сопротивление несколько увеличивается, но при некоторой более высокой температуре значения этих величин резко уменьшаются. Объясните такое поведение полупроводника. Что произойдет, если образец охлаждается, а не нагревается?

тор—база, база—эмиттер, коллектор—эмиттер и т. д. Таким образом, шумы эффекта мерцания — следствие несовершенства технологии изготовления транзисторов и по мере ее улучшения будут снижаться.

Относительно низкая стоимость изготовления ИМС в первую очередь определяется условиями их массового производства, сравнимого с процессом изготовления дискретных транзисторов. По сравнению с технологией изготовления транзисторов способ производства ИМС с внутренними соединениями требует введения только одного дополнительного процесса, которым является процесс изоляции элементов.