Главная страница  Транзисторные схемы 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

этом сопротивление г коллекторного слоя в целом оказывается чрезмерно большим. Выходом из положения является планарно-эпитаксиальная технология, т. е. использование высокоомного эпитаксиального слоя на низкоомной подложке (рис. 4-54, а) или - в технологии интегральных схем - использование скрытого п*-слоя (рис. 4-54, б), получаемого на дне лунки до изготовления

основной структуры. В обоих

Si02


Рис. 4-53. Этапы изготовления планаркого транзистора.

а - пластина перед диффузией базы; б - пластина перед диффузией эмиттера; е - пластика перед нанесением контактов; г - результирующая структура транзистора.

случаях ТОК протекает в горизонтальном направлении по низкоомному слою, тогда как коллекторный р-п переход расположен в высокоомном слое (т. е. пробивное напряжение достаточно велико).


Рис. 4-54. Способы уменьшения Поперечного сопротивления коллекторного слоя. Точками показан путь тока.

о - низкоомная подложка с высоко-омным эпитаксиальный слоем; б - скрытый низкоомный ftb-слой.

Фотолитография. Процесс фотолитографии [83] неоднократно упоминался как одно из важных средств современной полупроводниковой техники. Сущность фотолитографии применительно к кремниевой планарной технологии состоит в следующем (рис. 4-55).

На поверхность двуокиси SiOg наносится равномерный слой фотоэмульсии, так называемого фоторезиста. Сверху на слой фоторезиста накладывается стеклянная маска с прозрачными и зачерненными участками - фотошаблон. Сквозь эту маску засвечивают фоторезист ультрафиолетовым светом, как при обычной контактной фотопечати. После этого пластину с фоторезистом проявляют; в процессе проявления засвеченные участки фоторезиста стравливаются, и Б этих местах обнажается поверхность двуокиси кремния.



Оставшийся (незасвеченный) слой фоторезиста подвергают термическому дублению - полимеризации, в результате чего этот

ТраВитель

Свет


5г0г

а) б) в)

Рис. 4-55. Основные этапы фотолитографии по кремнию.

а - процесс засветки фоторезиста (ФР) через фотошаблон (ФЩ); б - травление оксидной пленки через окно в проявленном и задубленном фоторезисте; в - пластина после удаления фоторе- зиста.

слой становится нечувствительным к химическим травителям. Поэтому, когда на следующем этапе пластину подвергают травлению, растворяются лишь обнаженные участки двуокиси кремния, вплоть до поверхности самой пластины, вследствие чего в оксидной маске получается необходимая совокупность окон , через которые в дальнейшем проводят локальную диффузию.

Заключительным этапом фотолитографии является удаление задублен-ного слоя фоторезиста, после чего пластина с оксидной маской готова к использованию для проведения диффузии.

Изготовление накладных фотошаблонов представляет самостоятельную, достаточно сложную задачу, поскольку размеры окон в настоящее время нередко составляют всего несколько микрон, а следовательно, края этих окон должны выполняться с еще большей точностью. Цикл производства фотошаблонов (рис. 4-56) начинается с Рис. 4-56. Этапы изготовле- - ния фотошаблона под окна

вычерчивания оригинала в масштабе омических контактов

: 1 и более по отношению к ре- (рис. 4-53, в). Масштабы не альным размерам будуп1его рисунка. выдержаны.

Такое вычерчивание (или чаще, выца- о - оригинал; б - промежу-

rvom. ТОЧНЫЙ негатив; в - участок

РаПЫваНИе на тонком непрозрачном фотошаблона после-мулЬтипли-

слое) осуществляется на специальных кации,

прецизионных установках - координатографах. Далее следует промежуточный отсъем - (ютографирОБание оригинала с умень-ением размеров в 20-40 раз. Полученный негатив использу-




ется для размножения изображений {мультипликации), поскольку групповой метод производства предполагает изготовление множества однотипных структур (диодов или транзисторов) на одной пластине. Мультипликация осуществляется путем шагового перемещения фотопластинки и последовательного экспонирования на нее промежуточного изображения с одновременным уменьшением его размеров до окончательного масштаба. Полученный фотошаблон хранится в качестве эталона; с него переснимаются рабочие копии .

Одиночные фотошаблоны являются редким исключением. Обычно для изготовления любого диода или транзистора требуется комплект согласованных шаблонов (из 4-5 шт. и более), каждый из которых используется на соответствующем этапе технологического процесса для создания той или иной конфигурации окон Б оксидной маске.

Глава пятая РАЗНОВИДНОСТИ ТРАНЗИСТОРОВ

5-1. ТОЧЕЧНЫЙ ТРАНЗИСТОР

Точечные транзисторы были первыми полупроводниковыми трехполюсниками, в которых обнаружился эффект усиления.

Открытие усилительного эффекта в полупроводниковом приборе было предопределено интенсивными исследованиями германиевых и кремниевых точечных диодов в 1943-1948 гг., поскольку эти диоды играли важную роль в новой для того времени области науки и техники - радиолокации.

В июне 1948 г. Д. Бардин и В. Браттейн, исследуя поверхностные явления Б точечном германиевом диоде, расположили вблизи основного контакта диода еще одну иглу - зонд (рис. 5-1). Оказалось, что если зонд находится под достаточно большим обратным напряжением, то ток в его цепи повторяет изменения тока через основной контакт, а мощность в цепи зонда может превышать мощность Б цепи контакта [84]. Это явление после соответствующих технологических и конструктивных разработок было реализовано в виде точечных транзисторов. Теория последних достаточно сложная; поэтому ограничимся описанием ее основных положений.

При формовке контактов точечного транзистора под эмиттерной иглой образуется слой р-типа, а под коллекторной иглой - двойной р-п слой (рис. 5-2). Такая асимметрия контактов обу-

* В процессе фотолитографии фотошаблоны изнашиваются, и их время от времени приходится заменять.

2 Далее везде имеются в виду германиевые транзисторы, так как в период развития точечных транзисторов методы очистки кремния и получения в нем р-п переходов еще не были освоены.



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.