Изопланарный транзистор
Cтраница 1
Изопланарный транзистор по сравнению с эпитаксиально-планар-ным имеет лучшие импульсные и частотные параметры. Поскольку при одинаковых площадях эмиттерных переходов сравниваемых транзисторов в изопланарном транзисторе значительно уменьшены площади коллекторного и изолирующего переходов то, следовательно пропорционально снижены и барьерные емкости указанных переходов. Емкости всех переходов дополнительно уменьшаются еще и потому, что боковые стороны эмиттера, базы и коллектора граничат с диоксидом кремния, имеющим меньшую, чем кремний, диэлектрическую проницаемость. Кроме того, уменьшена площадь боковых стенок базы и коллектора из-за снижения периметра этих областей и толщины эпитак-сиального слоя. [1]
Главное достоинство изопланарного транзистора по сравнению с эпитаксиально-планарным ( см. рис. 3.1) состоит в том, что при одинаковой площади эмиттерных переходов общая площадь изопланарного транзистора ( с учетом площади изолирующих областей) меньше почти на порядок. [2]
В чем заключаются преимущества изопланарного транзистора ( см. рис. 3.5) по сравнению с эпитаксиально-планарным. [3]
 |
Неоднородные ЯС-структуры со ступенчатым ( а, б и плавным ( в, г изменением параметров. [4] |
Для построения СВЧ ИС применяются биполярные изопланарные транзисторы, биполярные транзисторы КНС, лавинно-про-летные диоды, генераторы Ганна, туннельные диоды, обращенные диоды, p - i - n диоды, диоды Шоттки, варикапы и другие полупроводниковые приборы. Все эти приборы выполняются в виде дискретных элементов, конструкции которых рассчитаны на использование в составе гибридных тонкопленочных и толстопленочных ИС. При изготовлении полупроводниковых СВЧ ИС используются транзисторы специальной конструкции. [5]
Последовательность основных технологических операций, используемых в изопланарной технологии, и структуру изопланарного транзистора поясняет рис. 3.5. В высокоомной подложке р - - типа локальной диффузией доноров формируют скрытый л - слой. Затем на всей поверхности пластины наращивают тонкий ( W. На полученную поверхность наносят слой нитрида кремния, из которого с помощью литографии формируют защитную мяску. Не закрытые маской области эпитакси-ального слоя подвергают травлению на глубину приблизительно 0 5 Wan. Локальным ионным легированием бором через маску создают противоканальные области р - типа, расположенные под вытравленными участками в подложке между скрытыми слоями п - типа сосед. [6]
Главное достоинство изопланарного транзистора по сравнению с эпитаксиально-планарным ( см. рис. 3.1) состоит в том, что при одинаковой площади эмиттерных переходов общая площадь изопланарного транзистора ( с учетом площади изолирующих областей) меньше почти на порядок. [7]
 |
Изопланарный транзистор с эпитакси-альной базой. [8] |
Существенно лучшие технические характеристики по быстродействию реализуются в транзисторах, изготовляемых методами изопланарной технологии. Схематически конструкция изопланарного транзистора с двойной диффузией показана на рис. 3 - 2, в. В этом варианте на скрытой - области производится эпитаксиальное наращивание n - области коллектора, а база и эмиттер формируются соответственно за счет диффузии в эпитаксиальный слой примесей р-и л-типа. Другой вариант изопланарного транзистора представлен на рис. 3 - 29, на котором показаны реальные соотношения размеров отдельных элементов структуры. На п - области скрытого слоя коллектора в этом варианте выращивается эпитаксиальный р слой базы. Невыпрямляющий контакт с выводом базы создается за счет дополнительного легирования базы примесью р-ти-па. Для получения п - области эмиттера проводится диффузия донорной примеси. Формирование соединительных каналов между скрытым слоем л - типа и выводами коллекторов производится в обоих вариантах транзисторов глубокой га - диффузией сквозь эпитаксиальный слой. [9]
Изопланарный транзистор по сравнению с эпитаксиально-планар-ным имеет лучшие импульсные и частотные параметры. Поскольку при одинаковых площадях эмиттерных переходов сравниваемых транзисторов в изопланарном транзисторе значительно уменьшены площади коллекторного и изолирующего переходов то, следовательно пропорционально снижены и барьерные емкости указанных переходов. Емкости всех переходов дополнительно уменьшаются еще и потому, что боковые стороны эмиттера, базы и коллектора граничат с диоксидом кремния, имеющим меньшую, чем кремний, диэлектрическую проницаемость. Кроме того, уменьшена площадь боковых стенок базы и коллектора из-за снижения периметра этих областей и толщины эпитак-сиального слоя. [10]
Как известно, прямой ток через ДШ обусловлен движением основных носителей заряда, а инжекция и накопление неосновных носителей заряда, характерные для р-п перехода, здесь практически отсутствуют. На рис. 3.8, в представлены прямые ветви вольт-амперных характеристик ( ВАХ) ДШ ( /) и коллекторного р-п перехода обычного изопланарного транзистора ( 2) при Т 300 К. [11]
Существенно лучшие технические характеристики по быстродействию реализуются в транзисторах, изготовляемых методами изопланарной технологии. Схематически конструкция изопланарного транзистора с двойной диффузией показана на рис. 3 - 2, в. В этом варианте на скрытой - области производится эпитаксиальное наращивание n - области коллектора, а база и эмиттер формируются соответственно за счет диффузии в эпитаксиальный слой примесей р-и л-типа. Другой вариант изопланарного транзистора представлен на рис. 3 - 29, на котором показаны реальные соотношения размеров отдельных элементов структуры. На п - области скрытого слоя коллектора в этом варианте выращивается эпитаксиальный р слой базы. Невыпрямляющий контакт с выводом базы создается за счет дополнительного легирования базы примесью р-ти-па. Для получения п - области эмиттера проводится диффузия донорной примеси. Формирование соединительных каналов между скрытым слоем л - типа и выводами коллекторов производится в обоих вариантах транзисторов глубокой га - диффузией сквозь эпитаксиальный слой. [12]
Главное достоинство изопланарного транзистора по сравнению с эпитаксиально-планарным ( см. рис. 3.1) состоит в том, что при одинаковой площади эмиттерных переходов общая площадь изопланарного транзистора ( с учетом площади изолирующих областей) меньше почти на порядок. Столь значительное снижение площади достигается в результате использования более тонкого эпитаксиального слоя, что приводит к уменьшению площади изолирующих областей. Кроме того, в конструкции изопланарного транзистора исключены пассивные области базы и коллектора, не используемые под контакты, так как все боковые стенки базовой и три боковые стенки эмиттерной области непосредственно граничат с изолирующим диоксидом кремния. [13]
Структура транзистора с диодом Шотки ( ДШ), изготовленного по изопланарной технологии, показана на рис. 3.8, а. В отличие от изо-планарного транзистора ( см. рис. 3.5, д) здесь базовое контактное отверстие расширено в сторону коллекторной области / г-типа. Слой алюминия, расположенный на базовом слое p - mna, образует с ним омический контакт, как и в изопланарном транзисторе. Слой алюминия с подслоем другого металла на границе 1 с относительно высокоомной коллекторной областью обеспечивает выпрямляющий контакт - диод Шотки. [14]
 |
Принципиальные в эквивалентные схемы диодов ИС. [15] |
Страницы: 1 2