Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 73

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 228 >> Следующая

для -схем с общей базой и с -общим -эмиттером |[Л. 11].
коллекторный 'переход оказывается под нулевым смещением, как это видно из
рис. 8,е. >При дальнейшем уменьшении UCe коллектор оказывается под прямым
смещением (рис. -8,г), и коллекторный ток быстро падает, так как при этом
резко уменьшается градиент дырок IB плоскости x*=.W. Пробивное напряжение
при отрицательной базе может быть найдено следующим образом. '.Введем
фактор размножения в коллекторном переходе М.
М =-------, -"-7. (30)
1
(*?гГ
где U с во - пробивное напряжение в схеме с общей базой; п - •постоянный
коэффициент.
Когда база оборвана, /е=/с=/- Токи /со и "о/е, как показано на рис. 11,
размножаются в М раз при прохождении потока носителей через коллекторный
переход. Тогда имеем:
М (/с о + а/) = /
или
/= Шс0- . (31)
1 - а0М
Ток / ограничивается только внешним сопротивлением, если
а0М=1 и уравнение (30) для пробивного напряжения в схеме
с общим эмиттером может быть представлено в виде
^СЕо = ^СВО (' "о) (32J
Для ао"1 величина Ucmo намного выше, чем UCbo.
3. СВЧ-транзисторы
1. Геометрия структур. В этом разделе мы рассмотрим транзисторы,
предназначенные для работы на высоких частотах, в пределах до нескольких
гигагерц. На рис. 12 наказаны две типичные геометрии высокочастотных
транзисторов. Оба варианта используют планарную технологию.
Эпитаксиальная структура п-п+ является подложкой. На ее поверхности
формируется изолирующий слой (например, БЮг, термически выращенный на
Si). Базовый слой может .быть образован посредством диффузии в окне
'вытравленным в изолирующем слое методом фотолитографии. 'После
образования диффузионного p-слоя базы подобным же способам формируется
эмиттер. Эамиттерный переход может быть образован диффузией фвэтом случае
прибор называется транзистором с двойной диффузией) или сплавлением
(транзистор с диффузионной базой).
¦Процесс финишной 'металлизации необходим для создания омических
контактов к эмиттеру, базе я коллектору. Особенно важным 'процесс
металлизации является в технологии приборов с балочными выводами (Л. 6].
На рис. 13 показан кремниевый высокочастотный балочный транзистор с
полосковой геометрией базы (см. также рис. 12,6). Металлические выводы,
толщина которых составляет примерно 10 мкм, служат держателем для
кремниевого кристалла, являясь одновременно электродами, обеспечивающими
элек-
т,рический контакт. Эта технология позволяет изготавливать интегральные
схемы с высокой надежностью и электрическими характеристиками.
Различная работоспособность амнттерных, а также базовых -полосок
вследствие разброса параметров структуры по горизонтали -вызывает
ухудшение токовых возможностей транзистора, дак как
Рис. 12. Две типич-
ные геометрии высокочастотных и ключевых транзисторов. а - кольцевая
база; б - полосковая база.
Коллектор _ Коллектор
а) б)
изменение профиля легирования вдоль структуры приводит к изменению
частоты и пробивного напряжения. Для применения на высокой частоте
особенно существенно использование эпитаксиальной
Рис. 13. Структура транзистора с балочными выводами.
а - общий вид; б - вид сверху [Л. 6]; 1 - базовый балочный вывод; 2 -
окись кремния; 3 - коллекторный балочный вывод; 4 - эмиттерный балочный
вывод; 5 - кремниевая подложка; 6 - эмиттер; 7 - база; 8 - коллектор
(эпитаксиальный кремний); 9 - кремниевая пластина; Ю - база; 11 -
эмиттер; 12 - коллектор.
пленки, которая уменьшает последовательное сопротивление коллектора.
Описанные выше процессы могут бы/гь использованы и для изготовления р-п-р
транзисторов. (Выбор п-р-п или р-п-р варианта транзистора, так же как и
выбор полупроводникового материала, зависит от схем применения и
технологии приборов. Мы сравним характеристики п-р-п и р-п-р
транзисторов, .изготовленных на германии, иремнии и арсениде, в следующем
разделе.
1000
100
10
1
1348 58 56 60 64 1368 г.
Рис. 14. Уменьшение двух критических размеров (ширины эмиттерной
плоскости и толщины базового слоя), достигнутое в период с 1952 по 1968
г. Показаны также основные этапы развития транзисторной технологии [Л.
29].
1 - изобретение транзистора; 2- сплавление и выращивание; 3 - зонная
очистка; 4 - диффузия; 5 - эпитаксия; 6 - планарная технология; 7 -
балочные выводы; 3 - иоиное внедрение.
Различия между низкочастотными и ОВЧ-(гранзиетарами заключаются в
размерах активных областей и т величине паразитных параметров структуры и
корпуса. Для обеспечения необходимых свойств на высокой частоте активные
области и паразитные параметры транзистора должны 'быть уменьшены весьма
значительно.
Применяемая в ОВЧ-транзисторах геометрия с базовыми полосками показана иа
рис. 12,6 и является наиболее предпочтительной. Двумя критическими
размерами в этой структуре являются ширина эмиттерной полоски S и толщина
базы Wb. Достижения в уменьшении этих размеров в период с 11952 по 11968
г. представлены на рис. (14. Также отмечены основные события, связанные с
развитием транзисторной технологии и рассмотренные в разд. 1. Особенно
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed