Главная Промышленная автоматика.

-/Сотетир

Запюонешыи слой База

машер

X-Эмиттер „, , , Изоляция Обкладка]

Ваза

Захоентт


прп -транзистор

Коллектор Бага SiDj Эмиттер

Боковой Подложечный рпр-транзистор рпр-транзистор (аллентор Коллектор База Эмиттер

Л!ОП-конденсапюр Диффузионные

Обкладка I Шкладка! Ml)

резистор


Эпитаксиальиый слой

Подложка р-типа -Зазаюоненныи слои п-лшпа

Фиг, 1.11. Структуры различных компонентов, формируемых в процессе изоляции переходами, о-топология; зачернены участки контактных отверстий для металлизации алюминием; б -поперечный разрез.



) Символ р, часто называемый hfe, представляет собой коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером при короткозамкнутом выходе.

) Частота, при которой р становится равным единице, обозначается через fr.

ПОДЛОЖКИ. На изолированном островке п-типа проводи гея селективное травление, и в две соседние, близко расположенные области проводится диффузия примеси р-типа. п-Островок действует как база транзистора, одна из диффузионных р-областей становится эмиттером, а другая - коллектором.

Поскольку процессу фотолитографии, определяющему в данном случае ширину базы (расстояние между эмиттером и коллектором), присущи погрешности, связанные с изготовлением маски и химическим травлением, боковой рпр-транзистор оказывается прибором с очень низкими возможностями: типичное значение р) колеблется от 5 до 50, а частота fr) составляет всего несколько мегагерц. Кроме того, допустимое действующее значение тока через прибор не превышает 1 мА. Несмотря на эти ограничения, боковые рпр-транзисторы широко используются при разработке аналоговых схем, поскольку их создание не требует дополнительных по отношению к необходимым при создании прп-транзисторов этапов диффузии. Следовательно, боковые рпр-транзисторы являются «бесплатными» в том смысле, что они могут быть созданы без увеличения стоимости изготовления пластины сверх той, которая требуется для производства одних только прп-транзисторов.

Подложечные рпр-транзисторы

Другой тип рпр-транзистора носит название подложечного. Этот прибор создается только в схемах с изоляцией переходами, причем р-подложка, как видно из фиг. I.I1, используется в качестве коллектора транзистора. п-Островок представляет собой базу с диффузионной областью р-типа, которая служит эмиттером. р-Диффузия образования эмиттера в подложечном транзисторе - это диффузия для создания области базы в стандартных прп-приборах. Подложечные рпр-транзисторы имеют несколько больший коэффициент р (-100) и более высокую частоту fr (-10 МГц), чем боковые транзисторы, а токи, которые способен пропускать прибор, увеличиваются до 5 мА при приемлемых размерах транзистора. Однако широкое применение этих приборов в схемных разработках ограничено вследствие того, что коллектор (которым является подложка пластины) должен быть подключен к точке схемы с наиболее отрицательным потенциалом.



МОП-конденсаторы

Диффузия п+-типа, применяемая для получения коллекторного и эмиттериого контактов в прп-транзисторах, может быть использована также для формирования «нижней» обкладки конденсатора с параллельными пластинами, показанного ранее на фиг. 1.11. Такой конденсатор называется МОП-конденсатором, поскольку металлизация действует как пластина, а ЗЮг - это окисел, работающий как диэлектрик, выращенный поверх полупроводниковой области п+-типа. Величина емкости определяется как

С = , (1.7)

где А - площадь пластины (верхней или нижней - той, которая меньше), е - диэлектрическая постоянная ЗЮг, а t - толщина слоя окисла. Типичная толщина слоя для МОП-конденсатора 800-4000 А.

Конденсаторы на основе рп-перехода

Смещенный в обратном направлении рп-переход обладает присущей обедненному слою емкостью, которую можно использовать как компонент интегральной схемы. Величина этой емкости определяется выражением

f. . (1.8)

где Aj - площадь перехода, - концентрация примеси в той стороне перехода, которая легирована слабее (в данном случае п - островок), а V- напряжение обратного смещения перехода. Как видно из выражения (1.8), величина емкости зависит от приложенного напряжения. Более того, емкость перехода поляризована, поскольку для поддержания обратного смещения рп-перехода р-сторона его должна всегда находиться под более отрицательным потенциалом, чем п-сторона. При прямом смещении основную роль играет собственная диффузионная емкость, и импеданс между выводами конденсатора становится низким. Ток утечки конденсатора с рп-переходом составляет обычно около 1,5 нА/мм и удваивается при повышении температуры на каждые 10°С.

Рассмотренные нами в общих чертах основные процессы и методы производства могут использоваться для создания как аналоговых, так и цифровых интегральных схем. Тем не менее, поскольку применения аналоговых и цифровых схем в основном различны, пути получения основных компонентов изменяются в соответствии с требуемой схемной функцией. Например, в





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

0.005