Структура биполярного транзистора

Биполярный транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямляющими электрическими переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Область транзистора, расположенную между p-n переходами, называют базой. Примыкающие к базе области чаще всего делают неодинаковыми. Одну из областей изготавливают так, чтобы из нее наиболее эффективно происходила инжекция носителей в базу, а другую - так, чтобы соответствующий p-n переход наилучшим образом осуществлял экстракцию носителей из базы.

Биполярные транзисторы являются основными активными элементами биполярных ИМС. Транзисторы n-p-n типа используются гораздо чаще, чем p-n-p, так как у n-p-n структуры проще обеспечить необходимые характеристики.

Планарно-эпитаксиальный транзистор со скрытым слоем и изоляцией p-n-перехода является наиболее широко распространённой разновидностью биполярного транзистора ИМС. Его физическая структура дана на рис. 1., а одномерное распределение легирующих примесей на рис. 2.

Рис. 1 Физическая структура n-p-n интегрального транзистора со скрытым слоем и изоляцией p-n переходов.

Исходным материалом служит кремниевая подложка p-типа с удельным сопротивлением порядка 5…20 Ом.см. Основные процессы, используемые для изготовления n-p-n транзисторов со скрытым слоем:

на поверхность подложки p-типа методом селективной диффузии создается скрытый слой n+-типа;

создается кремниевая пленка n-типа толщиной обычно 1-3 мкм;

проводится глубокая диффузия акцепторной примеси, обеспечивающая электрическую изоляцию этих элементов (этот процесс наиболее сложен);

выполняется диффузия донорной примеси для создания сильно легированной области n+-типа под коллекторным электродом;

диффузионным способом формируется база и эмиттер;

создаются контактные окна;

завершающими процессами являются металлизация, проводимая для получения токоведущих дорожек, и пассивирование.

Сюда входят классические процессы обработки кремния: фотолитография, диффузия и/или ионная имплантация, эпитаксия, высокотемпературная оксидирование, металлизация, отчистка поверхности, травление и нанесение из газовой фазы защитной пленки (пассивирование).

Взаимодействие между p-n-переходами будет существовать, если толщина области между переходами (толщина базы) будет много меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда. В этом случае носители заряда, инжектированные через один из p-n-переходов при его смещении в прямом направлении, могут дойти до другого перехода, находящегося под обратным смещением, и изменить его ток. Таким образом, взаимодействие выпрямляющих электрических переходов биполярного транзистора проявляется в том, что ток одного из переходов может управлять током другого перехода.

Рис. 2 Распределение примесей в активной области транзистора

Перейти на страницу: 1 2

Похожые стьтьи по экономике

Принцип работы бытового дозиметра РАДЭКС РД-1503
Широкомасштабное загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами после радиационной катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции поставило остро вопрос о необходимости контроля радиационн ...

Синхронизация и управление в оптических транспортных сетях
Стремительное развитие цифровых систем коммутации и средств передачи информации, внедрение технологий SDH и SONET привело к значительному возрастанию роли систем синхронизации в сетях те ...

Разработка микропроцессорной системы автоматической переездной сигнализации
В настоящее время в нашей стране используются только релейные системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). Однако уже с 80-х годов по всему миру внедряются микропроцессорные СЖАТ, имеющие ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru