Главная Промышленная автоматика.

сверхвысоким значением р и полевые транзисторы могут формироваться одновременно на одних и тех же этапах производства.

Полевые транзисторы со структурой

металл - окисел - полупроводник (МОП-транзисторы)

Другой тип полевого транзистора, часто применяемый в аналоговых интегральных схемах, - это МОП-прибор, показанный на фиг. 1.13. Он имеет область затвора, изолированную от тела

акт -7-истока (Ai) /

Диффузионная ласть истока


Контакт стока (Al)

Диффузионная облаапб стока

область расположения тонкой пленки окисла

Металлический затвор аз алюминия

Окисел-


Фиг. 1.13. Структура р-канального МОП-транзистора, с-топология; б-поперечный разрез.



Транзистора диэлектриком. Затвор формируется во время проведения металлизации межсоединений и лежит на тонком (обычно 1000 А) слое ЗЮг, который служит диэлектриком. Поверхность кремния, лежащая под затвором и окислом, является телом прибора. ри-Переходы с двух сторон от затвора образуют исток и сток.

р-Канальный МОП-прибор (он имеет тело с о-типом проводимости) может быть изготовлен в результате простой модификации процесса производства стандартного транзистора. Для создания областей истока и стока используется р-базовая диффузия. Область затвора формируется после проведения и+-диф-фузии путем травления. В результате удаляется весь окисел, лежащий net теле транзистора между истоком и стоком, после чего пластина вновь оксидируется для получения под затвором слоя окисла нужной толщины. Затем пластина проходит остальные этапы производства в обычном порядке; на этапе металлизации создается затвор прибора.

В тех случаях, когда проводник межсоединений пересекает две области *р-диффузии, между которыми расположена поверхность о-типа (т. е. там, где алюминий соединяет два р-резистора на одном островке или где металлизация соединяет р-базу и изолирующую область р-типа, расположенные на островке о-коллектора), в стандартном процессе могуг возникать паразитные р-канальные МОП-транзисторы. В этой паразитной структуре металлизация ведет себя как затвор, из двух диффузионных р-областей более отрицательная становится стоком, а другая - истоком. Телом р-канального МОП-прибора является поверхность о-типа. Обычно такие паразитные приборы имеют относительно высокие значения пороговых напряжений: от -20 до -30 В. Тем не менее если напряжение затвор - исток зайдет в этот диапазон, то от стока к истоку будет проходить ток, отклоняясь от предназначенного ему в схеме пути.

о-Канальные МОП-приборы могут изготавливаться в стандартном процессе производства путем проведения перед очередной р-базовой диффузией р-диффузии для создания тела прибора. Эта дополнительная диффузия формирует поверхностный р-слой, поверхностная концентрация которого пригодна для создания о-канальных приборов с требуемым пороговым напряжением. Поверхностная концентрация примесей р-типа, получаемая при диффузионном создании тела прибора, приблизительно в 100 раз меньще, чем в типичной р-базовой диффузии. Отсюда следует, что для создания тела о-канального МОП-транзистора р-базовую диффузию использовать нельзя и необходимо проводить дополнительную диффузию. Последующие этапы производства аналогичны процессу изготовления р-канального МОП-прибора; при этом для создания областей истока и стока о-каналь-



ного транзистора используется эмиттерная диффузия. Такой процесс позволяет получать как и-, так и р-канальные МОП-приборы, которые можно использовать для создания комплементарных МОП-схем (КМОП).

Высокочастотные транзисторы

Для большого числа применений аналоговых интегральных схем необходимы приборы с хорошими характеристиками на высоких частотах, превышающих мегагерцевый диапазон. Для достижения таких характеристик требуются биполярные транзисторы с очень высокими значениями, частоты fr- В то время как основной производственный процесс позволяет получать прп-приборы с достаточно высокими значениями /г, рир-приборы, обладающие хорошими высокочастотными свойствами, невозможно получить без модификации основного процесса производства.

Уорнер и Фордемуолт в работе [18] приводят полезное выражение для зависимости fx от физических и электрических свойств прп- и рир-приборов

- = 2jtXl,4(r.C, + -g + /?„C,), (1.10)

где Се -емкость эмиттериого перехода; Сс -емкость коллекторного перехода; Ге - сопротивление эмиттериого перехода для малого сигнала; Res - последовательное объемное сопротивление коллекторной области; Хв -толщина базы; £)„в -коэффициент диффузии неосновных носителей в области базы. Второй член выражения (1.10), включающий толщину базы Хв, в приборах с низким и средним значениями fr играет обычно определяющую роль. Высокочастотные приборы имеют слишком тонкие базы для того, чтобы можно было минимизировать этот член выражения (1.10) и сохранить способность выдерживать высокие напряжения без пробоя.

Высокочастотный рор-прибор, сформированный в ходе основного процесса изоляции диэлектриком, имеет вертикальную структуру с двойной диффузией, подобную структуре оро-тран-зистора. В качестве коллектора рир-прибора с двойной диффузией используется островок из материала р-типа. Отсюда следует, что первоначальная пластина должна иметь изолированные р-островки для коллекторов рор-транзисторов и п-островки для коллекторов ири-транзисторов, как показано на фиг. 1.14. Такая пластина получается в ходе модифицированного процесса изоляции диэлектриком. В тех местах, где нужно получить Р-островки, кремний п-типа селективно вытравливается нэ





0 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

0.0036