Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

лекторной областей. Из-за ограничений, свойственных процессу фотолитографии, ширина базы в данной структуре не может быть меньше 3-5 мкм. Из-за сравнительно большой ширины базы в этом приборе, как и в вертикальном транзисторе, время переноса дырок от эмиттера к коллектору оказывается большим. Кроме того, часть дырок, инжектируемых р"-эмиттером, а именно, те дырки, которые инжектируются у нижней границы эмиттера, попав в базу л-типа, рекомбинируют с электронами и, таким образом, не вносят вклада в ток коллектора. Наконец, многие из дырок, проходящих через базовую область вблизи поверхности, теряются в результате поверхностной рекомбинации и не достигают коллектора. Все эти факторы отрицательно сказываются на коэффициенте усиления по току (З: в описанной структуре (5 составляет 5-20, а в /грл-транзисторах 50-200. Из-за большой ширины базы ухудшаются и высокочастотные характеристики: /г в горизонтальном рлр-транзисторе может составлять 1-10 МГц. (Эднако горизонтальный транзистор в отличие от вертикального может использоваться в любой схеме включения.

В табл. 2.3 представлены параметры прп- и р/гр-транзисторов, применяемых в ИС. В принципе можно получить ИС с р/гр-тран-зисторами, не уступающими по своим параметрам /грл-транзисто-рам, но это потребует дополнительных технологических операций и, следовательно, приведет к удорожанию ИС.

Таблица 2.3

Типичные значения параметров биполярных транзисторов в ИС

Тип транзистора

Коэффициент усиления по току

Предельная Напряжение частота уси- эмиттер - ления по току база BVс„п, В Ij-, МГц

пробоя

коллектор - база

~50-200

-500

-6-8

Вертикальный рпр

-5-30

-10-30

Горизонтальный рпр

-5-20

-1-10

2.11. Полевые транзисторы с р«-переходом в интегральных схемах

На рис. 2.25 показаны некоторые варианты структур полевых транзисторов с р/г-переходом, исполТЗуемые в ИС. Структура с п-каналом (рис. 2.25, а) совместима по технологии изготовления с прп-транзнстором. Эта же структура показана на рис. 2 26, а, где видно, что расположенная сверху р"-область затвора выходит за пределы эпитаксиального /г-слоя и контактирует с подложкой Р-типа, играющей роль второго (нижнего) затвора. Таким образом, канал п-типа полностью окружен затвором. При подаче на



затвор достаточно большого отрицательного смещения происходит отсечка канала и ток между истоком и стоком снижается практи-чески до нуля. Если бы верхний р+-затвор не перекрывался с подложкой р-типа, /г-канал не был бы полностью окружен затвором

ЕЮ 2 Мшан ЗатРрр Ртм

unraHCuaptHt/u слои /7-типа. РаРмажна р-типа а-

К"* J P \

J Рпиптансиалмь/й ллрй л-тали

иРларла р-типа.

р-лалалимплантация 6)4 зат&ир(и»плантация Р)

5i02 Истон

ЗатРор РтРЧ

J Рпитанлиальи1,/Р слай п-типа \

--" РаРложна p-HJuna ~" -

Рис. 2.25 Интегральные полевые транзисторы с рл-переходом: а - л-канальный транзистор; б - р-канальпый транзистор; в - нонно-легированный р-канальный

транзистор

И нельзя было бы добиться полной отсечки тока сток - исток. Однако такая структура имеет недостаток- затвор соединен с подложкой р-типа, которая заземлена по переменному току, а это означает, что прибор может использоваться только в схеме с общим затвором.

На рис. 2.26, б показан другой вариант структуры л-каналь-ного полевого транзистора с рл-переходом. По технологии изготовления он аналогичен рассмотренному выше прибору, но имеет иную топологию, р"-область затвора выполнена в виде котьг,", полностью окружающего область стока. Ток между истоком и стоком может протекать только под затвором. Таким образом, при



подаче на затвор достаточно большого отрицательного смещения происходит отсечка канала, и ток сток - исток снижается практически до нуля.

На рис. 2.25, б показан р-канальный полевой транзистор с р/г-переходом. /г-область затвора выходит за пределы р-об-ласти, в которой размещаются исток, сток и канал, и перекрывается

Иатан


/?а0лажна р-типа е.

Истан Затдар Стан


JnumOHCuani/wiiu слай п-типа \

ПаРлажпа. р-типа

Рис, 2.26, Струк1уры л-канальных полевых транзисгоров с рд-переходом для ИС: а - структура с верхней и нижней областями затвора; 6 - структура

с кольцевым затвором.

С эпитакспальным слоем /г-типа, так что канал полностью окружен затвором. Такой прибор может быть изготовлен по тому же технологическому циклу, что и /гр/г-транзистор. При этом, однако, напряжение пробоя затвор - канал (соответствующее напряжению Ево транзистора) оказывается довольно низким (6-8 В), и может получиться, что полная отсечка канала не будет достигнута Проблему можно решить, создав под затвором слаболегированный /?-слой с помощью диффузии бора при низкой поверхностной концентрации и при специально подобранных параметрах процесса. Напряжение пробоя затвор - канал при этом возра-<тает, и отсечка канала происходит при напряжении, заведомо меньшем, чем напряжение гфобоя. Однако такое усовершенствование структуры требует дополнительных технологических операций и, следовательно, удорожает ИС.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193