Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 51

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 142 >> Следующая

Модель Гуммеля - Пуна обладает высокой точностью и позволяет учитывать
многие физические эффекты с помощью зависимости QB от смещения. Однако
для ее описания требуется 25 параметров. Поэтому при анализе конкретных
схем приходится искать разумный компромисс между точностью решения и
сложностью модели.
3.3. свч-трАнзиеторы
Ниже рассмотрены биполярные транзисторы, предназначенные для работы на
высоких частотах (выше 1 ГГц). На рис. 17, а показан типичный кремниевый
СВЧ-транзистор. Поскольку подвижность электронов в кремнии выше
подвижности дырок, то все кремниевые СВЧ-транзисторы - приборы п - р - я-
типа. Для уменьшения последовательного коллекторного сопротивления в
качестве подложки используют эпитаксиальную п - ^-структуру. На ее
поверхности формируют изолирующий слой (например, термическим окислением
получают слой Si02). Базовый и эмиттерный слои создаются диффузией или
ионной имплантацией. Обычно для ослабления эффекта смещения границы
эмиттера и улучшения его эффективности используют мышьяк в качестве
эмиттерной примеси 136 3. За счет топологии транзистора достигают
необходимых токовых характеристик. Для этого варьируют число полосковых
областей эмиттера и контактов к базе.
Биполярные транзисторы
167
~*i s i i ^
п п
Wa
7П~
Рис.
а
17. Уменьшение
1000
I
го
100
10
1,0
0,1
0,01

-
f Изобретение биполярного трс г Сплавление и выращивание f j- Зонная
очистка т г,Диффузия | гнзистора
- ? 1 1 - Эпитаксия Планарный лрощ Лучевая э,пит * г-Ионная
°сс аксия
- \L шплантация Ионное т- травление * Электронно- личрвп*
лг/~
- \, Шири Hi 'тог/, г полоски (S) оасрия миттера
- Sг: ^уТолщи на базы jm
- 1 1 1 .. 1 ,! ..J L... L 1 1,11 lilt
'Коллектор 1947 50
60
70 Годы б'
во
1990
двух
критических размеров дискретных транзисторов (ширины эмиттерной полоски и
толщины слоя базы), достигнутое с 1952 г. Указаны также основные этапы
развития технологии. На рис. 17, а показан транзистор с полосковой
геометрией электродов. В интегральных транзисторах критические размеры
примерно в 10 раз больше для предотвращения закороток между эмиттером и
коллектором [37, 11].
С помощью изменения профиля легирования добиваются требуемых частотных
свойств и приемлемых пробивных напряжений.
Низкочастотные транзисторы отличаются от СВЧ-транзисторов размерами
активных областей, значениями паразитных параметров полупроводниковой
структуры и корпуса. Для улучшения высокочастотных свойств транзисторов
должны быть существенно уменьшены размеры активных областей и значения
паразитных параметров. В высокочастотных транзисторах определяющими
критическими размерами являются ширина эмиттерной полоски S и толщина
базы WB. На рис. 17, б приведены данные, иллюстрирующие тенденцию
уменьшения этих размеров со временем (начиная с 1952 г.), а также
отмечены основные события, связанные с развитием технологии транзисторов
[11, 37]. Уменьше-
168
Глава 3
Рис. 18. Диффузионные трубки (а) и диффузионные выступы (б) в базе вдоль
дислокаций [38].
ние вертикальных размеров в основном обязано развитию диффузионных
процессов и ионной имплантации, в то время как уменьшение горизонтальных
размеров связано с успехами литографии. В настоящее время ширина
эмиттерной полоски составляет меньше
1 мкм, а толщина базы может составлять всего несколько сотен
ангстрем. С уменьшением ширины базы первостепенную важность приобретает
устранение возможных за короток между эмиттером и коллектором, вызванных
диффузионными трубками и диффузионными выступами в базе вдоль дислокаций
(рис. 18) [381. Поэтому должны использоваться технологические процессы,
исключающие образование дефектов упаковки вследствие окисления, появление
дислокаций скольжения (обусловленных эпитаксиальным выращиванием) и
другие нарушения, сопутствующие технологическим операциям.
3.3.1. Частота отсечки
Частота отсечки /7 является наиболее важным показателем качества СВЧ-
транзисторов. Она определяется 140] как частота, на которой коэффициент
усиления по току в режиме короткого замыкания схемы с общим эмиттером hfe
( = д1с/д!в) равен 1. Частота отсечки связана с физической структурой
транзистора через время задержки носителей, пролетающих от эмиттера к
коллектору, %с:
(63)
Время задержки тес представляет собой сумму четырех времен задержки,
характеризующих последовательные фазы движения носителей от эмиттера к
коллектору:
Тес = It + Tfi -f- Тс + Тс.
(64)
Биполярные транзисторы
169
Здесь тЕ - время зарядки обедненного слоя эмиттера, определяемое
выражением
%Ё - ге (Се + Сс Н~ Ср) ^ - {Се + Сс + Ср), (65)
где ге - сопротивление эмиттера; Се - емкость эмиттера; Сс - емкость
коллектора; Ср - другие паразитные емкости, связанные с базовым выводом;
1Е - эмиттерный ток, примерно равный коллекторному току /с. Величина ге
является производной но напряжению эмиттерного тока, определяемого
соотношением (9).
Вторая составляющая времени задержки в формуле (64) представляет собой
Предыдущая << 1 .. 45 46 47 48 49 50 < 51 > 52 53 54 55 56 57 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed