Файл: Кремниевые планарные транзисторы..pdf

Технологически изготовление транзистора с барьером Шоттки не требует дополнительных операций. Необходимо лишь изменить соответствующим образом фотошаблон, применяемый при проведе­ нии фотолитографии для снятия окисла под контакты, и расширить металл за металлургическую границу перехода. Следует также по­ добрать режим термообработки напыленного алюминия так, чтобы в процессе образования контактов к эмиттерной и базовой обла­ стям не ухудшались характеристики диода Шоттки.

Конструкция, изображенная на рис. 11.3, имеет существенный недостаток, заключающийся в концентрации электрического поля на стыке металла с пассивирующим окислом и снижении за счет этого предельно допустимых напряжений коллектор — база £ / к б о . Это явление до некоторой степени аналогично снижению напряжения пробоя в планарном р-п переходе вследствие искривления его пери­ ферии (§ 8.2). Предотвратить падение пробивных напряжений мож­ но, применяя уже известные методы (§ 8.7).

На рис. 11.6, а изображен транзистор с диодом Шоттки, ис­ пользующий метод расширенного базового контакта, который так же эффективен, как и в случае, описанном в § 8.7. На рис. 11.6, б показан вариант, аналогичный варианту обычного транзистора •с делительным кольцом, которое здесь играет роль защитного коль­ ца. Транзистор с диодом Шоттки, изображенный на рис. 11.6, б, имеет такие же предельно допустимые напряжения, как и обычный планарный транзистор. Отметим, что все рассмотренные варианты, как и их сочетание (рис. 11.6, в), которое по пробивным напряже­ ниям будет соответствовать высоковольтному транзистору с рас­ ширенным базовым контактом (§ 8.7), не требуют при изготовлении введения дополнительных технологических операций.

В заключение заметим, что для быстродействующих транзисто­ ров с барьером Шоттки несколько нарушаются принципы планар­ ной технологии, заключающиеся в изоляции места выхода коллек­ торного р-п перехода на поверхность на первой операции. В самом деле, при вскрывании металлургической границы р-п перехода появляется опасность внести неконтролируемые загрязнения из внешней среды. В связи с этим следует тщательно выполнять такие операции, как снятие окисла под контакты и обработка поверхнос­ ти перед нанесением алюминиевой металлизации.

Следует отметить также, что характеристики барьера Шоттки AI — я-Si (обратные токи / о б р , прямое падение напряжения при заданном токе) имеют определенный разброс, не позволяющий полу­ чить одно и то же время рассасывания / р у описанных выше тран­ зисторов. Технологические факторы влияют на уровни обратных токов этих приборов, и получение быстродействующих транзисто­ ров с наноамперными обратными токами оказывается затрудни-

:304

в)

Рис. 11.6. Метод повышения пробивного напряжения диодов Шоттки в пере­ ключающих п-р-п транзисторах:

а — расширенный базовый контакт; б — делительное кольцо; в — одновременное исполь­ зование расширенного базового контакта и делительного кольца.

Рис. 11.7. Интегральный транзистор с диодом Шоттки.

тельным, поскольку обычно, как показывают исследования авторов,

достоинства планарной технологии в приборах с применением барь­ ера Шоттки и сочетающие специальные приемы подготовки поверх­ ности или создание диодов, менее чувствительных к состоянию поверхности (например, кремний — силицид платины — платина).

Применение быстродействующих транзисторов с барьером Шоттки перспективно в ИС. Интегральный транзистор с барьером Шоттки используется чаще всего с защитным кольцом, частью кото­ рого служит сама база прибора (рис. 11.7). В этом случае существен­ ным оказывается увеличение напряжений насыщения транзистора.

Шоттки. В результате в обычных переключающих планарных тран-

остаточных напряжений несколько ухудшает параметры схем, однако дает выигрыш по быстродействию.

11.3.Микромощные транзисторы

Вряде схемных применений требуется, чтобы транзистор рабо­ тал на малых токах порядка единиц микроампер. Такие транзисторы получили название микромощных. В § 4.2 была рассмотрена зави­

значительно затрудняют использование обычных маломощных пла­ нарных транзисторов в микромощных схемах.

Рассмотрим физические причины спада коэффициента Вст при

306

Ф к а « 0 , 8 В , иэр-п = 0,4—0,5 В (при Іпк « 1—10 мкА). В соответ­ ствии с этим выражение (11.4) можно переписать в следующем виде:

жектированных из боковых стенок эмиттерного р-п перехода, с дыр­ ками через поверхностные рекомбинационные центры пассивной

поверхностной рекомбинации s зависит от эмиттерного напряжения.

где, как видно из рис. 11.10, cêia — положение середины запрещен­ ной зоны кремния на поверхности пассивной базы; <gF — уровень

и дырок соответственно (и„ « ѵр » 107 см/с). Из формулы (11.10) следует, что при ІІЭ р.пІ2 = Ши — ёр — Шо скорость поверхностной рекомбинации достигает максимального значения:

308