Файл: Кремниевые планарные транзисторы..pdf

При диффузии золота выбираются такие режимы, которые позво­ ляют с гарантией пролегировать всю толщу пластины с транзистор­ ными структурами, и чтобы при заданной температуре диффузии рас­ творимость атомов золота в кремний была меньше концентрации примесей в высокоомном коллекторном слое. Например, для п-р-п

По окончании диффузии золота целесообразно провести по возмож­ ности резкое охлаждение пластин во избежание перераспределения золота в междуузлия и в дефекты решетки, что может привести к значительному увеличению времени жизни по сравнению с ожи­ даемым значением в условиях данных режимов диффузии. Помимо этого, золото при медленном охлаждении может выпадать в виде электрически неактивных примесей внутри р-п переходов, что спо­ собствует резкому ухудшению характеристик р-п переходов вплоть до появления так называемого «мягкого» пробоя (см. § 8.2).

Дополнение к гл. 2

Используя метод преобразований Лапласа, получаем вместо (2.34) обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка для изображе­ ния

оо

с условиями

70

Оригинал для изображения (Д.4) с учетом (Д.5) находим из таблиц преобразований Лапласа в [43]:

71

Глава третья

СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КРЕМНИЕВЫХ П Л А Н А Р Н Ы Х ТРАНЗИСТОРОВ

3.1. Распределение примесей и образование электрического поля в базе

После проведения всех диффузионных отжигов распределение примесей в готовой транзисторной структуре п-р-п типа имеет вид, показанный на рис. 3.1, а. На рис. 3.1, б изображен результирующий профиль I N а(х) — Nd(x)\. В точках эмиттерного хв0 и коллектор­ ного хк0 металлургических переходов результирующая концент­ рация примесей равна нулю, т. е.

Перепад концентраций акцепторов в области базы в существующих кремниевых планарных транзисторах довольно велик: Nа(хт)1 NdK— = 102 ч- Ю3 . Последнее значение относится к высоковольтным транзисторам, обладающим высокоомным коллекторным слоем (кон­ центрация доноров в коллекторном слое равна NdK = Na(xK0) =

=(1 — 5) • 1014 см-3 .

Для расчета основных параметров транзисторов необходимо знать зависимость величины Nа{х) — Nd(x) от координаты х в об­ ласти базы и эмиттера. Однако, как отмечалось в гл. 2, строгий тео­ ретический расчет распределения доноров и акцепторов в эмиттерном слое и в области активной базы (непосредственно под эмиттером) готовой транзисторной структуры к настоящему времени отсутст­ вует. Объясняется это недостаточной изученностью таких явлений, как захват примесных атомов растущим окислом Si0 2 при терми­ ческом окислении, зависимость коэффициентов диффузии примесных

атомов от концентрации при NsP та 1021 с м - 3 , NsB та 1020 с м - 3 , эффект вытеснения эмиттером базовой примеси и т. д., которые не­

73