Файл: Кремниевые планарные транзисторы..pdf

суменьшением тока Іпк по

закону Ö C T ~

п к -

Рис. П.10. Зонная диаграмма пас­ сивной базы в п-р-п транзисторе в направлении нормали к поверхно­ сти пассивной базы.

309

стной рекомбинации I 6 s [см. равенство (11.9)] имеют вид кривой с явно выраженным максимумом. Этот вывод был экспериментально подтвержден в работе [55], в которой роль положительного заряда в окисле выполнял внешний источник, положительный потенциал от которого подавался на металлический затвор над поверхностью

в соответствии с графиком (8.12) при типичных значениях поверх­

готовых триодных структур в водороде или формир-газе при тем­

Si — Si0 2 , где образуют ковалентные связи с ненасыщенными ато­

311

11.4. р-п-р транзисторы

Большинство кремниевых планарных транзисторов состав­ ляют п-р-п транзисторы, так как технологические методы их изго­ товления наиболее просты. Структуры типа п-р-п на кремнии имеют лучшие частотные характеристики из-за большей подвижности электронов, которые именно в п-р-п структуре являются неоснов­ ными носителями заряда в базе. Однако в ряде специальных слу­ чаев возникает необходимость в транзисторах р-п-р типа.

Принципиально р-п-р транзистор может быть создан по той же технологии и иметь такую же геометрию активных областей, что и п-р-п транзистор. Отличие составляет лишь противоканальное кольцо в коллекторе, предотвращающее появление утечек кол­ лекторного р-п перехода (см. рис. 8.29). Имеющийся в окисле поло­ жительный заряд Qsio, наводит на поверхности коллекторного вы­ сокоомного слоя р-типа канал n-типа. Область канала, таким обра­ зом, соединяет базовый и-слой с незащищенной окислом дефект­ ной границей кристалла, что приводит к возникновению токов утечки коллекторного р-п перехода. Для предотвращения этого явления создают р+-область в коллекторе, прерывающую канал (см. рис. 8.29). Еще более эффективным является применение противоканального кольца с эквипотенциальным электродом, имею­ щим контакт с р+ -областью и выведенным на окисел до коллектор­ ного перехода (см. рис. 8.30). При этом канал не образуется, по­ скольку поле положительного заряда окисла компенсируется полем электрода, потенциал которого равен отрицательному потенциалу коллекторной области.

Технологически структура р-п-р транзистора, изображенная на рис. 8.29, выполняется по типовой схеме. Базовая область создается диффузией фосфора с меньшей (Nsp ~ Ю1 9 см- 3 ), чем в случае п-р-п транзистора, поверхностной концентрацией (Nsp та 102 1 см- 3 ); об­ ласть эмиттера легируется одновременно с противоканальным коль­ цом. Легирующей примесью служит бор, поверхностная концентра­ ция приближается к 3 • 102° см - 3 , т. е. к пределу растворимости. У структуры, изображенной на рис. 8.29, одновременно со снятием окисла под контакты к базе и эмиттеру удаляется окисел под кон-

312

такт к противоканальному кольцу. Металлизация предусматривает создание эквипотенциального электрода.

Р-п-р транзисторы могут быть изготовлены и по другой схеме. Эти транзисторы получили название "транзисторов с эпитаксиальной базой [246]. Исходным материалом служит эпитаксиальная структура р+-п типа, в которую для локализации областей базы проводится разделительная диффузия бора. Затем проводится неглубокая диффузия бора для получения эмиттера и создаются контакты. Готовая структура изображена на рис. 11.12.

Транзисторы такого типа аналогичны сплавным бездрейфовым транзисторам. Предельно допустимые напряжения для переходов

жения таких транзисторов составляют 20—30 В, а предельные

(lateral transistor) (рис. 11.13). Здесь в подложку n-типа проведена диффузия р-примеси так, что расстояние между областями состав­

из-за того, что большая часть инжектированных носителей рекомбинирует в базе, не попадая в область колллекторного перехода. Транзистор — симметричный, пробивные напряжения его одина­ ковы для обоих переходов. Рабочие напряжения ограничены смыка­ нием базы. Предельная частота тем ниже, чем дальше друг от друга

диффузионные области, тем лучше транзистор, однако при этом

Рис. 11.12. Р-п-р транзистор с эпи­ таксиальной базой.

313