Технологічні різновиди біполярних транзисторів - студопедія
Серед численних різновидів транзисторів найбільшого поширення набули сплавні, сплавно-дифузійні, дифузійно-планарні, мезапланарних і епітаксійних-планарні транзистори (рис. 1.29).
Сплавні транзистори (переважно германієві) виготовляють по Сплавний технології отримання p-n-переходів. Транзисторна структура з двома близько розташованими pn-переходами показана на малюнку 1.30, а одна з найбільш поширених конструкцій сплавного транзистора - на малюнку 1.31 (де 1 - кристал Ge; 2 - крісталлодержателя; 3 - електрод емітера; 4 - електрод колектора; 5 - базове кільце; 6 - корпус; 7 - підстава; 8 - висновки). У сплавних транзисторах важко зробити дуже тонку базу, тому вони призначені тільки для низьких і середніх частот, їх можуть випускати на великі потужності, до десятків ват.
Сплавно-діффуеіонние транзистори виготовляють поєднанням Сплавний технології з дифузійної. В цьому випадку наплавляюча навішування містить як донорні (сурма), так і акцепторні (індій) домішки. Навішування розміщують на вихідній напівпровідниковій пластині і прогрівають. При сплаві утворюється емітерний перехід. Однак при високій температурі одночасно з процесом плавлення відбувається дифузія домішок з розплаву в глиб кристала. Домішки донорів і акцепторів розподіляються по товщині кристала при цьому нерівномірно, так як різні домішки дифундують на різну глибину (наприклад, дифузія сурми йде швидше, ніж індію). У кристалів результаті утворюється дифузійний базовий шар n-типу з нерівномірним розподілом домішок (виходить «вбудоване» в базу електричне поле). Колектором служить вихідна пластинка германію p-типу. Перенесення неосновних носіїв через базову область здійснюється в основному дрейфом у «вбудованому» електричному полем транзистори, тому називають дрейфовими. Товщина бази транзисторів може бути зменшена до 0,5-1 мкм. Робочі частоти досягають 500-1000 МГц. Широкий діапазон частот є основною перевагою цього різновиду транзисторів. До недоліків відносяться низькі зворотні напруги на емітер через сильний легування емітерний області, а також труднощі в розробці транзисторів на високі напруги і великі потужності. В останні роки при виготовленні дрейфовий транзисторів широко використовується метод подвійної дифузії. В цьому випадку базова і емітерна області виходять при дифузії домішок п-і p-типу в вихідну пластинку напівпровідника. Такі транзистори виготовляють у вигляді планарних структур і Меза-структур.
Дифузійно-планарний транзистор. наприклад, кремнієвий, може бути виготовлений методом дифузії домішкових атомів через вікна в плівці двоокису кремнію SiO2. Послідовність технологічних операцій показана на малюнку 1.32. При виготовленні планарного транзистора за основу береться платівка кремнію n-типу, яка в результуючої структурі відіграє роль колектора. Платівка поміщається спочатку в атмосферу парів води або кисню, де покривається щільною плівкою SiO2 (рис. 1.32, а). Фотолитографией і подальшим травленням в плівці утворюються вікна (рис. 1.32, б), через які здійснюється дифузія акцептора-бору (рис. 1.32, в). У платівці при цьому утворюється шар бази p-типу. Одночасно відбувається окислення поверхні. У створеному плівці окису потім розкриваються вікна (рис. 1.32, г), через які проводиться дифузія донора - фосфору на меншу глибину. Утворюється емітерний шар n + -типу (рис. 1.32, д). Далі шар SiO2 знову протравливается (рис. 1.32, е), в отвори напилюється контакти (А1) і методом термокомпрессіі приєднуються висновки (рис. 1.32, ж).
Мезапланарних транзистори виготовляють методом подвійного дифузії з подальшим витравлювання певних ділянок емітера і бази для створення активної частини транзисторів у вигляді Меза-структур. При цьому зменшуються площі переходів, знижується бар'єрна ємність колектора. Мезапланарних транзистори отримують при виготовленні великої партії приладів. в єдиному технологічному циклі з однієї пластини напівпровідника, тому вони мають малий розкид параметрів. У цих транзисторів малі ємності переходів, невелика rб і вони можуть працювати на частотах до декількох сот мегагерц.
Епітаксійних-планарні транзистори мають колектор, що складається з двох шарів: високоомного, що примикає до бази, і низкоомного, що примикає до контакту. Високоомний шар в транзисторах n-р-n отримують методом епітаксійного нарощування плівки монокристалічного напівпровідника (в даному випадку - з електронною провідністю) на низкоомную підкладку, що утворить колекторну область n +. У транзисторах p-n-р епітаксіальний високоомний шар має провідність p-типу. Таким чином, між базою і низькоомним колектором виходить шар з високим опором. Базову і еміттерную області виготовляють методом подвійного дифузії через вікна в плівці SiO2. В результаті отримують дрейфовий транзистор типу n + -р-n-n + або р + -п-р-р +, що має мале об'ємне опір епітаксіального колектора, невелику бар'єрну ємність СК. невеликий час накопичення носіїв в колекторної області і, в той же час, досить висока напруга пробою колекторного переходу.
В даний час при серійному виробництві дискретних біполярних транзисторів використовують, головним чином, мезапланарних і епітаксійних-планарную технології. Остання знаходить також широке застосування а мікроелектроніці при, виготовленні транзисторних структур.