Подход к изложению темы «Эпитаксиально-планарный биполярный транзистор» бакалавриантам китэс Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Григорьев А. В.
Пензенский государственный университет
ПОДХОД К ИЗЛОЖЕНИЮ ТЕМЫ «ЭПИТАКСИАЛЬНО-ПЛАНАРНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР» БАКАЛАВРИАНТАМ КИТЭС
В [1] и [2] приведён опыт изложения тем «Слои эпитаксиально-планарного транзистора» и «Скрытый слой эпитаксиально-планарного транзистора» студентам специалитета специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств». В настоящей работе поставлена цель приспособить этот опыт к учебному плану, разработанному для бакалавриантов специальности «Конструирование и технология электронных средств». В данной публикации учтён опыт изложения автором темы студентам, предусмотрены ответы на часто задаваемые вопросы.
Эпитаксиально-планарный биполярныйтранзистор с изоляцией р-п-переходом
Рисунокі — Слои эпитаксиально-планарного биполярного транзистора с изоляцией р-п-переходом
На подложке р’-типа локальной диффузией донорной примеси формируют скрытый слой п+-типа. Затем наращивают эпитаксиальную пленку n-типа. Диффузией акцепторной примеси через маску диоксида кремния на глубину, превышающую толщину эпитаксиального слоя, формируют изолирующую область р+-типа, окружающую с боковых сторон участок эпитаксиальной пленки n-типа, который служит коллекторной областью транзистора.
Затем методом диффузии в эпитаксиальной пленке формируется базовая область p-типа. После этого формируется эмиттерная область п+-типа и область п+-типа вблизи вывода коллектора транзистора.
Во время процессов формирования изолирующей области, областей коллектора, базы и эмиттера транзистора, подложка и эпитаксиальная пленка нагреваются. В результате происходит паразитная диффузия донорных примесей скрытого слоя в подложку и эпитаксиальную пленку.
Чтобы избежать смыкания скрытого слоя с базовым, для скрытого слоя выбирают донорные примеси, у которых коэффициент диффузии во много раз меньше, чем у примесей, формирующих остальные локальные диффузионные области.
В пленке диоксида кремния, покрывающей поверхность кристалла, создают контактные отверстия, через которые напылением пленки алюминия формируют контакты к эмиттеру, базе, коллектору и подложке, одновременно создают внутрисхемные проводники, соединяющие элементы микросхемы.
Если работа выхода электронов из полупроводника меньше работы выхода электронов из металла, то в области контакта электроны из зоны проводимости n-полупроводника переходят в металл и заряжают его отрицательно. Приконтактный слой полупроводника оказывается обедненным основными носителями и несет некомпенсированный положительный заряд ионов доноров. Образовавшееся электрическое поле отталкивает свободные электроны и притягивает дырки, образуется электрический переход, аналогичный р-п-переходу. Образовавшийся потенциальный барьер в приконтактном слое называют барьером Шоттки.
Переход металл — n-полупроводник в котором образуется барьер Шоттки, обладает также выпрямляющими свойствами, аналогичными свойствами р-п-перехода, и является основой диодов Шоттки.
Если же работа выхода электронов из n-полупроводника больше работы выхода электронов из металла, то вблизи границы образуется слой с повышенной концентрацией основных носителей и, следовательно, с повышенной удельной проводимостью. Такой переход называют омическим и используют для образования электрических выводов из областей полупроводников.
Работа выхода электронов из n-полупроводника прямо пропорциональна концентрации доноров. Для того, чтобы создать омический контакт между областью и выводом коллектора транзистора и избежать образования паразитного диода Шоттки, предусмотрена приконтактнаяп+-область с повышенной концентрацией донорной примеси.
Еще один омический контакт создается к подложке в периферийной части микросхемы (на рисунке он не показан). При использовании микросхемы на этот контакт подают напряжение, при котором все изолирующие переходы смещены в обратном направлении. Поскольку обратный ток изолирующих переходов мал, обеспечивается удовлетворительная изоляция транзистора от подложки и от других элементов микросхемы.
Представим структуру эпитаксиально-планарного транзистора с изоляцией р-п-переходами в виде следующей схемы:
Э Б К
Рисунок2 — Структурная схема слоёв эпитаксиально-планарного биполярного транзистора с изоляцией р-п-переходом
Между полупроводниками одного и того же типа проводимости не возникает выпрямляющего перехода. Металлургический контакт между ними является омическим. Поэтому области 3, б, 7 можно рассматривать как одну область п-типа, а области 1, 2 — как одну область р-типа. Внутри этих областей имеются участки разного удельного сопротивления.
Чем выше уровень легирования, тем меньше удельное сопротивление.
Скрытый слой б п+-типа нужен для того, чтобы увеличить объемную проводимость коллекторной области транзистора. При наличии этого слоя объемное сопротивление коллекторной области транзистора уменьшается в десятки раз. В результате в несколько раз снижается напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме насыщения (рисунокЗ).
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
UK3,B-*
300 мА
b b
РисунокЗ — Выходные характеристики интегрального биполярного транзистора без скрытого слоя (кривая 1) и со скрытым слоем (кривая 2)
Возникает вопрос: почему бы не сделать всю коллекторную область л+-типа? И объемное сопротивление было бы еще меньше, и отдельный приконтактный участок 7 был бы не нужен. Это невозможно по технологическим причинам. Это означало бы, что вся эпитаксиальная пленка должна была бы быть л+-типа. Для того, чтобы создать в этой области методом локальной диффузии базовую область 5 р-типа, необходимо, чтобы концентрация акцепторов в этой области превышала концентрацию доноров в эпитаксиальной пленке на величину требуемой концентрации дырок в базе транзистора. Если эпитаксиальная пленка не л, а л+, то такая концентрация примеси р-типа будет недостижимой, так как суммарная концентрация примесей при этом превысит предельную растворимость.
Как уже было сказано, смежные области одного типа проводимости можно рассматривать как одну область с участками различной электропроводимости. Представим структуру транзистора в виде следующей схемы (рисунок4).
І Iй IVІ І I
Р III_______|
n II
П_____________________Г
p I
Рисунок4 — Схема объединенных слоев одного типа проводимости
л-р-л-транзистор образован областями IV-III-V. Область IV является эмиттером, область III — базой, область II — коллектором. Кроме этого, основного, транзистора, в данной структуре образуется еще один, непредусмотренный, или паразитный, р-л-р-транзистор, составленный из областей III-II-I. Его эмиттером является область III, базой — область II, коллектором — область I.
Составим эквивалентную схему замещения эпитаксиально-планарного транзистора с изоляцией р-л-переходом работающего в активном режиме (рисунок5). I
©£К
Рисунок 5 — Эквивалентная схема замещения эпитаксиально-планарного биполярного транзистора с изоляцией р-л-переходом
Как видим, паразитный р-л-р-транзистор, составленный из областей III, II, I, надежно закрыт положительным напряжением Еп, поданным на его базу.
Таким образом, паразитный транзистор VT1 практически не влияет на работу основного транзистора VT2 в активном режиме.
Как уже было сказано, между полупроводниками одного и того же типа проводимости не возникает выпрямляющего перехода. Однако контактная разность потенциалов в таких омических переходах имеется (рисунокб)
дф
n+ “ О n
«-> О
О
Рисунок 6 — Механизм возникновения контактной разности потенциалов при металлургическом кон-
такте областей одного типа проводимости, но разной степени легирования
В обеих областях активными подвижными носителями заряда являются электроны (обозначены «о^»). Но в л+-области концентрация электронов во много раз больше, чем в л-области. Это приводит к диффузионному перемещению электронов из л+-области в л-область. Процесс диффузии электронов из л+-
2
области в л-область не приводит к выравниванию концентраций электронов в этих областях потому, что неподвижные положительные ионы донорных примесей не перемещаются, а остаются на своих местах. В результате в л+-области образуется некомпенсированный положительный заряд (его носители обозначены «©»), а в л-области — некомпенсированные электроны. Таким образом, л+-область заряжается положительно, а л-область — отрицательно. Следовательно, контактная разность потенциалов отталкивает электроны от границы между областями вглубь л+-области, препятствуя дальнейшей их диффузии. Электроны л-области — это поле притягивает. Каждый электрон, перешедший из л+-области в л-область повышает потенциальный барьер, а каждый электрон, перешедший в обратном направлении, этот потенциальный барьер снижает. Таким образом, в равновесном состоянии, потенциальный барьер устанавливается на таком уровне, при котором поток электронов из л+-области в л-область станет равным потоку электронов в обратном направлении.
Этот же потенциальный барьер отталкивает дырки л-области вглубь нее.
Если основной транзистор VT2 работает в режиме насыщения (потенциал коллектора ниже потенциала базы), то происходит инжекция дырок из базы в коллектор основного транзистора (то есть, из области 5 в область 3) . Поскольку коллектор основного транзистора VT2 является базой паразитного транзистора VT1, а база основного транзистора VT2 является эмиттером паразитного транзистора VT1, режиму насыщения транзистора VT2 соответствует активный режим паразитного транзистора VT1. Ток базы основного транзистора VT2 уменьшается на величину тока утечки через паразитный транзистор VT1.
Скрытый слой 6 в коллекторной области основного транзистора VT2, которая является одновременно базовой областью паразитного транзистора VT1, создает тормозящее электрическое поле для дырок, инжектированных в коллектор 3 основного транзистора VT2 из его базы 5 (в базу 3 паразитного транзистора VT1 из его эмиттера 5) . Кроме того, поскольку скрытый слой сильно легирован примесями, время жизни дырок в нем мало. Таким образом, за счет скрытого слоя 6, коэффициент передачи паразитного транзистора VT1 в активном режиме резко снижается, следовательно резко снижается и ток утечки через паразитный транзистор VT1, когда основной транзистор VT2 работает в режиме насыщения .
Области, окруженные со всех сторон изолирующим переходом, называют карманами. Например, в рассмотренном нами эпитаксиально-планарном транзисторе карман образован изолирующим переходом между областями I и II. То есть карманом здесь является участок эпитаксиальной пленки, окруженный изолирующей областью р+-типа. Снизу карман ограничивается изолирующим переходом между подложкой р—типа и скрытым слоем л+-типа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Григорьев А.В. Опыт изложения материала по теме «Слои эпитаксиально-планарного биполярного транзистора». // «Университетское образование»: Сборник статей XIII Международной методической конференции.- Пенза, 2009. — С. 22-24 — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009.
2. Григорьев А. В. Опыт изложения материала по теме «Скрытый слой эпитаксиальной — планарного биполярного транзистора». // «Университетское образование»: Сборник статей XIV Международной методической конференции. — Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. — С. 262 — 265. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2010.
3
| Наименование | Буквенное обозначение | Норма | ||
| не менее | не более | |||
| Обратный ток коллектора, мкА, при UКБ = 30 В | IКБО | — | 10 | |
| Обратный ток эмиттера, мкА, при UЭБ = 5 В | IЭБО | — | 10 | |
| Обратный ток коллектор-эмиттер, мкА, при UКЭ = 30 В, RЭБ = 0 | IКЭК | — | 10 | |
| Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером, при UКЭ = 1 В, IК = 150 мА, tи 30 мкс, Q 50 | h31Э | 30 | 180 | |
| Время рассасывания, нс, при IК = 150 мА, IБ1 = IБ2 = 15 мА, tи 30 мкс, Q 50 | tрас | — | 12 | |
| Емкость коллекторного перехода, пФ, при UКБ = 10 В, IЭ = 0, f = 107 Гц | СК | — | 4 | |
| Емкость эмиттерного перехода, пФ, при UЭБ = 0,5 В, IК = 0, f = 107 Гц | СЭ | — | 20 | |
| Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В, при IК = 150 мА, IБ = 15 мА, tи 30 мкс, Q 50 | UКЭ нас | — | 0,53 | |
| Напряжение насыщения база-эмиттер, В, при IК = 150 мА, IБ = 15 мА, tи 30 мкс, Q 50 | UБЭ нас | — | 1,15 | |
| Граничное напряжение, В, при IК= 10 мА, IБ = 0, tи 30 мкс, Q 50 | UКЭОгр | 15 | — | |
| Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте, при UКЭ = 10 В, IК = 100 мА, f = 108 Гц | h31э | 4,5 | — | |
Планарный транзистор — Технический словарь Том IV
Планарный транзистор состоит из полупроводниковой пластинки, в которую проводится диффузия примесей р — и n — типа из газовой фазы для того, чтобы образовать в исходном полупроводниковом материале два р — n перехода так, как это имеет место в случае транзистора с диффузионными эмиттером и базой.Планарный транзистор — стандартный компонент электронных устройств 70 — х годов.
Планарные транзисторы являются наиболее высокочастотными и быстродействующими. Частотный предел выпускаемых промышленностью планарно-эпитаксиальных транзисторов составляет сотни мегагерц при мощности рассеяния несколько ватт.
Планарным транзистором ( рис. 3.39, б) называют диффузионный транзистор, у которого выводы эмиттера Э, базы Б и коллектора К расположены в одной плоскости.
В планарных транзисторах короткие замыкания иногда возникают между металлическими слоями на поверхности оксида и полупроводником. Причиной таких замыканий могут быть отверстия в оксидном слое, появившиеся в результате нарушений слоя в процессе фотолитографии. Например, пылинка, осевшая на поверхность фоторезиста, приводит к тому, что под ней фоторезист не засвечивается, а следовательно, не полимеризуется. После травления оксида на месте, где находилась пылинка, получается отверстие.
В планарных транзисторах короткие замыкания иногда возникают между металлическими слоями на поверхности окисла и полупроводником. Причиной таких замыканий могут быть отверстия в окисном слое, появившиеся в результате нарушений в процессе фотолитографии. Например, пылинка, осевшая на поверхность фоторезиста, приводит к тому, что под ней фоторезист не засвечивается, следовательно, не полимеризуется. После травления окисла на месте, где находилась пылинка, получается отверстие.
В планарных транзисторах, для которых характерно постоянство поверхностного заряда, при подаче смещения на канал происходит перекрытие канала обедненным слоем и концентрация подвижных носителей заряда уменьшается. При большой плотности поверхностного заряда канал распространяется до омического перехода и возникает сквозной канальный ток. Образование каналов Б планарных транзисторах приводит к пробою перехода, что также способствует увеличению обратного тока.
Конструктивное оформление планарных транзисторов в металлическом или пластмассовом корпусе ( рис. 3.10 б в) предусматривает удобство монтажа, высокую механическую прочность прибора и изоляцию кристалла от внешних воздействий. Транзисторы такого типа с высокими электрическими, термическими и частотными параметрами применяются практически во всех устройствах промышленной электроники. Важнейшим преимуществом планарной технологии является универсальность — возможность изготовления на основном оборудовании не только транзисторов ( биполярных и полевых) с различной геометрией структуры, но и интегральных схем микроэлектроники.
Отличие изготовления планарного транзистора состоит в том, что покрытие пластинки полупроводника слоем окисла-нанесение фоторезиста, его засветка, травление и диффузия повторяются с тем, чтобы получить базовую и эмиттерную области. Чаще пла-нарную технологию используют для производства кремниевых транзисторов, так как в этом случае слой SiOg получают наиболее простым, методом — окислением исходной пластинки полупроводника.
Схема технологического процесса изготовления пла-нарного транзистора. Однако преимущества планарного транзистора не ограничиваются быстродействием. Например, границы его электронно-дырочных переходов оказываются под слоем окисла.
Коэффициент усиления планарного транзистора в инверсном активном режиме чрезвычайно мал в основном по двум причинам: во-первых, / dK2 / dni, поскольку ( Лк — Аэ) Аа, и, во-вторых, / йк / dKi, поскольку NA NDK, где TV A — концентрация акцепторной примеси в базе, a NDK — концентрация донорной примеси в коллекторе.
Пьезорезисташшй полупроводниковый параметрический акселерометр. а — схематическое изображение, б — эквивалентная схема механической части / — транзистор, 2 — игла.| Зависимость коллекторного тока / к и токовой пьезореэистив-ной чувствительности д / к / dFo от силы поджатая иглы. Чувствительным элементом является германиевый планарный транзистор.
Места выхода р-и-переходов планарного транзистора на поверхность кристалла полупроводника оказываются под слоем диоксида кремния, который является хорошим диэлектриком. Он служит защитой поверхности кремния от внешних воздействий, повышая стабильность параметров и надежность транзисторов.
Места выхода р-л-переходов планарного транзистора на поверхность кристалла полупроводника оказываются под слоем диоксида кремния, который является хорошим диэлектриком. Он служит защитой поверхности кремния от внешних воздействий, повышая стабильность параметров и надежность транзисторов.
Усилитель выполнен на планарном транзисторе по схеме ОЭ. Последний выполняет, таким образом, функцию элемента фильтра — развязки по цепи питания.
В эпитаксиалЬно — планарном транзисторе боковые поверхности / / изолирующего р-п перехода являются границей коллекторной области 2 n — типа и изолирующей области 4 р — типа, а нижняя поверхность 12 — — границей области 2 и скрытого слоя 3 с подложкой. При использовании микросхемы на этот контакт подают напряжение, при котором изолирующий переход всегда смещен в обратном направлении. Поскольку обратный ток изолирующего перехода мал, обеспечивается удовлетворительная изоляция транзистора от подложки и других элементов кристалла микросхемы. Области, окруженные со всех сторон изолирующим переходом, называют карманами. В них размещают не только биполярные транзисторы, но и другие элементы микросхемы. Обычно в каждом кармане формируют один элемент, но в некоторых случаях размещают несколько например, биполярных транзисторов, у которых согласно принципиальной электрической схеме соединены коллекторы.
От указанного недостатка свободны планарные транзисторы, которые сочетают в себе лучшие свойства и параметры кремниевых и германиевых транзисторов. Высокие напряжения на переходах и сравнительно низкие RH и бпк) сочетание больших мощностей ( до 1 кет) и высоких частот, высокие температуры и малые токи 1КО и / 30, во-первых, приближают кремниевые транзисторы по параметрам к германиевым при лучшей их устойчивости во времени и в диапазоне температур и, во-вторых, делают планарные транзисторы приборами универсального применения. К недостаткам следует отнести пока сравнительно высокую стоимость.
В настоящее время имеются планарные транзисторы ( например, отечественные КТ104, КТ201, КТ203, КТ208, КТ209, КТ501), которые позволяют заменять в схемах сплавные транзисторы как германиевые, так и кремниевые.
Интегральные переключатели ИП-1 ( сдвоенные планарные транзисторы с общим коллектором) в инверсном включении характеризуются следующими значениями параметров: м0 1 1 — — 3 5 мв; i0 sg; 10 — 9 a; R3 — 6 — н 30 ом; Яр 109 ом.
При желании повысить мощность планарного транзистора в принципе следует увеличивать площадь перехода эмиттер — база; для этого можно также увеличить площадь контакта между этими двумя зонами, сделав эмиттер не в виде маленькою круга, а в форме звезды или замкнутой ломаной линии.
Для повышения допустимого напряжения коллектора планарного транзистора иногда применяют травление края коллекторного перехода; при этом создается структура меза, а транзистор называют мезапланарным. При травлении удаляются части базы и коллектора, имеющие наибольшую концентрацию примесей и дефектов; на краю перехода получается скос, который приводит к повышению напряжения поверхностного пробоя.
Профили легирования ( а и распределение избыточной концентрации примесей ( б в пленарном транзисторе. На рис. 4.12 приведен эскиз планарного транзистора, там же показаны направления перемещения носителей при прямом смещении эмит-терного и обратном смещении коллекторного перехода. Обозначим через Ida диффузионный ток в базе от эмиттера к коллектору при прямом смещении эмиттерного перехода, обусловленный инжекцией электронов из эмиттера в базу, а через / га — диффузионный ток в эмиттере, обусловленный дырками, инжектированными из базы в эмиттер.
Наличие электрического поля в базе планарного транзистора приводит к тому, что крутизна вольт-амперной характеристики 1К ( УЭ) уменьшается по мере возрастания тока коллектора при работе в режимах высоких уровней инжекции. Следовательно, — в модели транзистора должно быть отражено и это явление.
В пленарном транзисторе можно пропускать относительно большие токи, удлиняя контактную линию между зонами эмиттера и базы. Верхний предел по частоте у высокочастотных планарных транзисторов удается расширить путем создания эмиттера, состоящего из нескольких соединенных параллельно маленьких зон и размещения в этой конструкции выводов эмиттера и базы относительно далеко от этих зон.
Обычно уровень легирования базовой области высокочастотных планарных транзисторов таков, что прокол не должен наблюдаться при любых напряжениях, не превосходящих напряжение пробоя перехода коллектор — база. Однако в тех случаях, когда на поверхность планарных структур при их изготовлении попадают посторонние частицы, особенно содержащие примесь фосфора, толщина базовой области под эмиттером может в отдельных точках оказаться очень тонкой и в этих местах при достаточно малых напряжениях будет происходить прокол. Поэтому, для того чтобы в мощных планарных транзисторах полностью исключить прокол, необходимо обеспечить достаточно низкий уровень загрязнений при проведении всех процессов диффузии и окисления.
Модификация модели Эберса и Мол /. а.
Для того чтобы модель соответствовала планарному транзистору, она кроме свойств, характерных для плоскостного транзистора, должна отражать также работу транзитора при высоких уровнях инжекции, учитывать не только диффузию, но и дрейф носителей. При работе в режиме насыщения и в инверсной активной области модель должна учитывать влияние токов, текущих между выводами базы и коллектора в пассивной зоне транзистора. Кроме того, в модели должно быть отражено накопление заряда не только в области базы, но и в области коллектора при прямом смещении коллекторного перехода.
Пленарный п-р-я-транзистор. Из рис. 4.10 ясно, что планарный транзистор имеет резко асимметричную структуру: площадь эмиттерного перехода в несколько раз меньше площади коллекторного перехода.
Окисная изоляция компонентов.| Изоляция компонентов типа изопланар. В полупроводниковых микросхемах наиболее широко применяют диффузионные и эпитаксиально-диффузионные планарные транзисторы.
На рис. 9 — 25 изображена структура планарного транзистора типа ni-p 2 — n2 с инжекционным питанием, представляющего собой одну ячейку ИС. Кристалл типа п выполняет роль эмиттера в этом транзисторе. В отличие от обычных планарных транзисторов в данном случае применяется инверсное включение.
Ввиду отсутствия в отечественной литературе систематизированного изложения теории планарных транзисторов мы вынуждены осветить этот вопрос, поскольку моделирование работы планарного транзистора не может быть выполнено без учета процессов, обусловливающих его работу. Поэтому в данной главе прежде всего кратко рассматривается принцип работы и характеристики планарного транзистора как при низких, так и при высоких уровнях инжекции с учетом его структуры и физических параметров.
Тем не менее повышение допустимого напряжения в структурах мощных планарных транзисторов даже в этих пределах является важной задачей. Мощные пленарные транзисторы — это обычно высокочастотные приборы, используемые для генерирования или усиления радиочастотных сигналов в выходных каскадах передающих устройств.
На рис. 2 — 6 показан кристалл с переходами современного кремниевого планарного транзистора.
Модель Гуммеля — Пуна отражает процессы в активной зоне базы планарного транзистора. Она позволяет учесть условия работы транзистора при высоких уровнях инжекции.
Модели с сосредоточенными параметрами, предложенные позднее с учетом структуры планарного транзистора и режимов его работы в интегральных схемах, либо отражают процессы только в активной зоне планарного транзистора ( модель Гуммеля — — Пуна), либо являются двумерными моделями, но не отражают работы при высоких уровнях инжекции ( модель Голубева — Кремлева), либо стремятся отразить все свойство планарного транзистора, но в них объединены диффузионный ток с рекомбинационным током базы, что не позволяет учесть различие зависимостей последних от величины напряжений переходов.
Схема технологического процесса изготовления планарного транзистора. На рис. 6 — 55 изображена схема технологического процесса изготовления планарного транзистора из пластинки кремния с эпитаксиальным слоем. После нанесения оксидного слоя пластинка кремния имеет вид, изображенный на рис. 6 — 55, а.
Рассмотрим на конкретном примере, как приближенно можно рассчитать параметры планарного транзистора.
На полученных островках ( в данном случае их два) формируются планарные транзисторы. Для этого изготовляют вторую оксидную маску, через которую в глубь островка, являющегося областью коллектора п-типа, осуществляется диффузия примеси р-типа и получается слой базы р-типа. Затем изготовляют третью оксидную маску, через которую в островки идет диффузия примеси n — типа, и получается эмиттер n — типа.
Несмотря на внесенные изменения, описанные модели недостаточно хорошо отражают свойства планарных транзисторов, чем и объясняется появление новых моделей.
Оптопары диодно-транзи-сторные, состоящие из кремниевого фотодиода, п-р — п кремниевого планарного транзистора у эпитаксиального излучающего диода на основе соединения мышьяк-галлий-алюминий. Предназначены для гальванической развязки электрических цепей, между которыми осуществляется передача информации. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами.
Чтобы радиатор транзистора не был включен в цепь нагрузки, для СВЧ планарных транзисторов желательно изолировать коллектор от корпуса. При этом должен быть обеспечен хороший тепло-отвод.
Применение эпитаксиалышх кремниевых структур для изго — товления интегральных схем и СВЧ планарных транзисторов предъявляет жесткие требования к таким параметрам эпитаксиальных слоев, как толщина слоя и его удельное сопротивление. Слои должны иметь равномерную по всей площади толщину и однородное сопротивление. Имеется ряд работ [3 — 5], в которых предлагаются методы расчета скорости роста вдоль и поперек реактора с учетом газодинамических, тепловых и геометрических параметров системы для некоторых конкретных случаев.
Ко времени опубликования работы Лауритцена технология получения кремния была разработана достаточно хорошо и кремниевые планарные транзисторы стали общедоступными. Битва за получение малошумящих транзисторов, судя по всему, была выиграна.
Экспериментальные входные характеристики маломощного эпипланарного транзистора при температуре 60, 20, 60 С. На рис. 4 приведены экспериментальные зависимости Bxf ( 7l, С) для маломощных планарных транзисторов. Поскольку эти зависимости практически можно считать линейными, облегчается расчет радиоэлектронных схем для микроамперного диапазона рабочих токов.
Речь идет о так называемых многоструктурных транзисторах, которые представляют собой по существу набор миниатюрных планарных транзисторов, изготовленных на общем кристалле, являющемся телом коллектора этих транзисторов, и соединенных параллельно.
Зависимость интенсивности отказов разного вида. На рис. 4 — 5 показаны зависимости времени испытаний до получения Р 0 9 кремниевых планарных транзисторов типа 2N929 от температуры, построенные для отказов разных видов. В данном случае оказалось, что энергия активации отказов, связанных с увеличением усиления на 10 %, равна 1 2 эв, уменьшением на 10 %: — 2эв и ростом обратного тока — 3 эв. Если построить суммарную зависимость ( показана пунктиром), то она практически не будет отличаться в рассматриваемом диапазоне температур от зависимости для увеличения усиления. Таким образом, при усреднении происходит выделение преобладающего в данном температурном диапазоне механизма отказов. Обычно это отказы одного вида, что позволяет применять модель для представления экспериментальных зависимостей надежности от температуры переходов диодов и транзисторов.
Без заметного ущерба в точности описанную модель можно упростить ( подразумевая ее использование только для планарного транзистора), исключив диод Dm, объединив диоды DGN и Опэ.
Этим объясняется то, что теория, созданная на базе сплавного транзистора, не полностью применима к планарным транзисторам.
Кремниевый биполярный эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор 2Т913А
Нет в наличии
Документация:
Сверхвысокочастотный n-p-n кремниевый эпитаксиально-планарный транзистор «2Т913А» в металлическом корпусе. Предназначен для использования в усилителях мощности, умножителях частоты и другой радиоэлектронной аппаратуре специального применения. Диапазон рабочих температур окружающей среды от — 60 до + 125 С.
Обозначение технических условий
- Я53.365.010ТУ,
- Я53.365.010ТУ/Д1
Корпусное исполнение — корпус КТ-16-2.
| Параметры | Буквенное обозначение | Единица измерения | Значение |
| Напряжение коллектор-база | Uкб max | В | 55 |
| Напряжение коллектор-эмиттер (Rбэ=10Ом) | Uкэ max | В | 55 |
| Напряжение эмиттер-база | Uэб max | С | 3,5 |
| Постоянный ток коллектора | Iк max | А | 0,5 |
| Температура перехода | Тj | C | 150 |
Доставка Кремниевый биполярный эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор 2Т913А по России осуществляется ТК:
- Деловые Линии;
- ПЭК;
- ЖелДорЭкспедиция;
- КИТ.
Сроки и стоимость доставки
Сроки доставки в Москву – от 2 дней
- Стоимость доставки до терминала транспортной компании — бесплатно
- Возможна адресная доставка по городу Москва (оговаривается и просчитывается индивидуально)
Оплата
- Оплата наличными (физические лица, оплата на карту)
- Оплата через интернет-банкинг (оплата по счёту)
- Оплата заказа безналичным способом, предоплата, частичная оплата, постоплата (юридические лица, обсуждается с менеджером).
Гарантии на Кремниевый биполярный эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор 2Т913А
- Гарантия качества поставляемой продукции – товар проходит первичную поверку на заводе-изготовители. Имеется сертификат качества, если того требует действующее законодательство.
- Выполнения обязательств по гарантийному случаю – обмен товара/возврат. Гарантийный случай считается, если Заказчик не нарушил порядок ввода в эксплуатации, указанной в инструкции, а также оборудование не должен иметь механических повреждений.
Бесплатную информацию о данном вопросе можете получить по телефону указанному выше.
Похожее оборудование
MJW16212 — кремниевый NPN эпитаксиальный планарный транзистор — DataSheet
Корпус транзистора MJW16212 и его обозначение на схемеОписание
Кремниевый NPN эпитаксиальный планарный транзистор для выходных каскадов строчной развертки мониторов.
Особенности:
- Мощный высоковольтный транзистор с высокой скорость переключения.
| Предельно допустимые и основные электрические параметры | ||||||
| Символы | Параметр | Условия | Мин. значение | Тип. значение | Макс. значение | Единицы |
| Vces | Напряжение коллектор-эмиттер | — | — | — | 1500 | В |
| Vebo | Напряжение эмиттера-база | — | — | — | 8 | В |
| Ic | Ток коллектора постоянный | — | — | — | 10 | А |
| Icm | Ток коллектора импульсный | — | — | — | 15 | А |
| Ib | Ток базы | — | — | — | 5,0 | А |
| Ibm | Ток базы импульсный | — | — | — | 10 | А |
| Pc | Мощность, рассеиваемая на коллекторе | T = 25 °C | — | — | 150 | Вт |
| Iebo | Обратный ток коллектора | Vce = 1500 В, Vbe = 0 В | — | — | 250 | мкА |
| hFE | Коэффициент передачи тока в схеме ОЭ | Vce = 5 В, Ic = 10 А | 4 | 6 | 10 | |
| Vce_sat | Напряжение насыщения К-Э | Ic = 5,5 А, Ib = 2,2 А | — | 0,15 | 1 | В |
| Ic = 3,0 А, Ib = 0,4 А | — | 0,14 | 1 | |||
| Vbe_sat | Напряжение насыщения Б-Э | Ic = 5,5 А, Ib = 2,2 А | — | 0,9 | 1,5 | В |
| Tf | Время спада импульса | Индуктивная нагрузка | — | 200 | 350 | нс |
| Cob | Выходная емкость | Vcb = 10 В, f = 1,0 МГц | — | 180 | 350 | пФ |
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Конструкции биполярных транзисторов
Электроника Конструкции биполярных транзисторов
просмотров — 816
В качестве дискретных транзисторов, а также транзисторов интегральных микросхем наибольшее применение находят планарные и планарно-эпитаксиальные транзисторы.
n-p-n транзисторы. 1. Планарные транзисторы с вертикальной структурой n-p-n (рис. 2.17).
В транзисторах с вертикальной структурой носители заряда движутся от эмиттера к коллектору в направлении перпендикулярном поверхности кристалла. Планарный транзистор, показанный на рис. 2.17 получают методом тройной диффузии.
Эти транзисторы отличает простота технологии, высокая плотность компоновки. К недостаткам данной структуры следует отнести: большое сопротивление тела коллекторной области, неоднородное легирование коллектора по глубине. Для уменьшения сопротивления коллекторной области для ее формирования используют ионную имплантацию.
2. Планарно-эпитаксиальный транзистор n-p-n (рис. 2.18).
Коллекторная область такого транзистора получается на основе эпитаксиально-выращенного на подложке p-типа слоя n. Сильно легированный скрытый слой n+ предназначен для снижения сопротивления тела коллектора и уменьшения влияния подложки на работу транзистора. n+ слой формируется диффузией перед эпитаксиальным наращиванием n-слоя. Транзистор от транзистора в ИМС отделяются слоями p+, получаемыми разделительной диффузией. Высокоомная эпитаксиальная область n, прилегающая к коллекторному p-n-переходу, необходима для полуения высокого коллекторного напряжения и снижения коллекторной емкости.
3. Многоэмиттерный интегральный транзистор (рис 2.19,2.20).
Такие транзисторы широко применяются в ТТЛ ИМС. Количество эмиттеров составляет от 3 до 8.
Расстояние между эмиттерами выбирают больше диффузионной длины носителей в базовом слое, чтобы носители не проникали от эмиттера к эмиттеру через боковые поверхности.
4. Супербета транзистор. Такие транзисторы имеют сверхтонкую базу W=0,2-0,3 мкм, при которой коэффициент усиления b=3000-5000. Малая толщина базы обуславливает низкое пробивное напряжение супербета транзисторов (1,5-2 В), что является результатом смыкания переходов. По этой причине супербета транзисторы являются не универсальными, а специализированными элементами ИМС, применяемыми во входных каскадах операционных усилителей.
p-n-p транзисторы.Транзисторы с такой структурой значительно уступают n-p-n транзисторам по коэффициенту усиления и предельной частоте при изготовлении их в едином технологическом цикле.
Меньшая предельная частота p-n-p транзисторов связана с меньшей подвижностью дырок по сравнению с подвижностью электронов (в 3 раза).
1. В качестве интегральных p-n-p транзисторов могут использоваться структуры p-n-p, образованные слоями базы, коллектора и подложки. Такие транзисторы (рис. 2.21) называются паразитными и имеют низкие параметры из-за большой ширины базы и слабой степени легирования эмиттера.
2. Основным вариантом p-n-p транзистора является горизонтальный
p-n-p транзистор: эмиттерный и коллекторные слои получают на этапе базовой диффузии (рис. 2.22).
Коллекторный слой охватывает эмиттерный слой со всех сторон. Горизонтальные p-n-p транзисторы имеют предельную частоту 20-40 МГц и коэффициент усиления до 50. Недостатками горизонтального p-n-p транзистора являются большая толщина базы и ее однородность.
3. Вертикальный p-n-p транзистор. Для изготовления такого транзистора требуется глубокая диффузия p-слоя (коллекторного) и заключительная диффузия p+-слоя (эмиттерного). Структура вертикального p-n-p транзистора показана на рис. 2.23.
Биполярные транзисторы, полученные по технологии «кремний на сапфире». При использовании данной технологии р-n-p и n-p-n транзисторы изготавливаются отдельно друг от друга, начиная с эпитаксии р-слоя рис. 2.24.
Рис. 2.24
Для получения эпитаксиальных n и р слоев используется локальная эпитаксия, через разные маски. Раздельное изготовление р-n-p транзисторов и n-p-n транзисторов позволяет оптимизировать характеристики слоев для транзисторов обоих типов.
Интегральные схемы, изготовленные по технологии «кремний на сапфире» обладают повышенной радиационной стойкостью. При этом локальная эпитаксия и дополнительные процессы диффузии, значительно усложняют и удорожают технологический процесс производства.
Многоколлекторные транзисторы. Структура многоколлекторного транзистора показана на рис. 2.25.
Схемные модели многоколлекторного транзистора представлены на рис. 2.26.
Многоколлекторный транзистор можно рассматривать как многоэмиттерный транзистор в инверсном режиме. Общим эмиттером является эпитаксиальный n— -слой, а коллекторами n+ -слой малых размеров. Такое структурное решение составляет основу так называемых цифровых ИС инжекционной логики И2Л.
Для увеличения коэффициента передачи тока от общего n— эмиттера к каждому из n+ коллекторов скрытый n+ слой располагают как можно ближе к базовому или даже обеспечивают контактирование с ним. В этом случае высоколегированный n+ слой, являясь эмиттером обеспечивает высокий коэффициент передачи тока. Для увеличения коэффициента переноса n+ коллекторы располагают как можно ближе друг к другу, сокращая тем самым площадь пассивной базы.
Рис. 2.25
Рис. 2.26
Коэффициент усиления β на всю совокупность коллекторов составляет от 3 до 5. Также транзисторы работают на частотах от 20 до 50 мГц.
Биполярные транзисторы с диодом Шоттки. В обычных транзисторах база насыщается носителями заряда, что увеличивает время переключения транзистора из полностью открытого в закрытое состояние. Для устранения этого эффекта в структуру транзистора включают диод Шоттки, шунтирующий область базы, когда напряжение на коллекторе становится меньше напряжения на базе рис. 2.27.
Когда транзистор закрыт или работает в активном напряжение на коллеторе больше напряжения на базе и диод Шоттки находится под обратным смещением и не оказывает влияния на работу транзистора. Структура биполярного транзистора с диодом Шоттки показана на рис. Рис. 2.28. Алюминиевая металлизация базы продлена в сторону коллектора. Алюминиевая металлизация образует с областью с областью р- базы невыпрямляющий омический контакт, с n-слоем коллектора выпрямляющий контакт.
Рис. 2.27
Рис. 2.28
Такое включение диода Шоттки позволяет практически исключить накопление и рассасывание носителей небазовых в базе, т.к. падение напряжения на диоде Шоттки в прямом включении составляет ~0,1В. Это позволяет уменьшить время переключения транзисторов из полностью открытого состояния в закрытое состояние в 1,5 2 раза.
Читайте также
В качестве дискретных транзисторов, а также транзисторов интегральных микросхем наибольшее применение находят планарные и планарно-эпитаксиальные транзисторы. n-p-n транзисторы. 1. Планарные транзисторы с вертикальной структурой n-p-n (рис. 2.17). В транзисторах с… [читать подробенее]
Литература: 1. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов / — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. — 488 с: ил. I. 2. Марголин В,И., Жабрев В.А., Тупик В.А. Физические основы микроэлектроники. — М.: Издательский центр «Академия»,… [читать подробенее]
Литература: 1. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов / — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. — 488 с: ил. I. 2. Марголин В,И., Жабрев В.А., Тупик В.А. Физические основы микроэлектроники. — М.: Издательский центр «Академия»,… [читать подробенее]
Тема 2: Проектирование полупроводниковых ИС на биполярных транзисторах Основным схемным элементом биполярных ИС является биполярный n-p-n транзистор. Он обладает лучшими характеристиками, чем p-n-p транзистор, а технологически его изготавливать проще, поэтому все… [читать подробенее]
Технологические разновидности биполярных транзисторов — Студопедия
Среди многочисленных разновидностей транзисторов наибольшее распространение получили сплавные, сплавно-диффузионные, диффузионно-планарные, мезапланарные и эпитаксиально-планарные транзисторы (рис. 1.29).
Сплавные транзисторы (преимущественно германиевые) изготовляют по сплавной технологии получения p-n-переходов. Транзисторная структура с двумя близко расположенными p-n-переходами показана на рисунке 1.30, а одна из наиболее распространенных конструкций сплавного транзистора — на рисунке 1.31 (где 1 — кристалл Ge; 2 — кристаллодержатель; 3 — электрод эмиттера; 4 — электрод коллектора; 5 — базовое кольцо; 6 — корпус; 7 — основание; 8 — выводы). В сплавных транзисторах трудно сделать очень тонкую базу, поэтому они предназначены только для низких и средних частот, их могут выпускать на большие мощности, до десятков ватт.
В мощных транзисторах электронно-дырочные переходы выполняют большой площади, вывод коллектора соединяется с корпусом. Основание корпуса для лучшего охлаждения изготавливают в виде массивной медной пластины, которую монтируют на теплоотводе или на шасси электронной схемы. Недостатки сплавных транзисторов — сравнительно невысокая предельная частота fa 20 МГц, значительный разброс параметров и некоторая нестабильность свойств транзистора во времени.
Сплавно-диффуэионные транзисторы изготавливают сочетанием сплавной технологии с диффузионной. В этом случае наплавляемая навеска содержит как донорные (сурьма), так и акцепторные (индий) примеси. Навески размещают на исходной полупроводниковой пластине и прогревают. При сплавлении образуется эмиттерный переход. Однако при высокой температуре одновременно с процессом плавления происходит диффузия примесей из расплава в глубь кристалла. Примеси доноров и акцепторов распределяются по толщине кристалла при этом неравномерно, так как разные примеси диффундируют на разную глубину (например, диффузия сурьмы идет скорее, чем индия). В кристаллов результате образуется диффузионный базовый слой n-типа с неравномерным распределением примесей (получается «встроенное» в базу электрическое поле). Коллектором служит исходная пластинка германия p-типа. Перенос неосновных носителей через базовую область осуществляется в основном дрейфом во «встроенном» электрическом полем транзисторы, поэтому называют дрейфовыми. Толщина базы транзисторов может быть уменьшена до 0,5-1 мкм. Рабочие частоты достигают 500-1000 МГц. Широкий диапазон частот является основным достоинством этой разновидности транзисторов. К недостаткам относятся низкие обратные напряжения на эмиттере из-за сильного легирования эмиттерной области, а также трудности в разработке транзисторов на высокие напряжения и большие мощности. В последние годы при изготовлении дрейфовых транзисторов широко используется метод двойной диффузии. В этом случае базовая и эмиттерная области получаются при диффузии примесей п- и p-типа в исходную пластинку полупроводника. Такие транзисторы изготавливают в виде планарных структур и меза-структур.
Диффузионно-планарный транзистор, например, кремниевый, может быть изготовлен методом диффузии примесных атомов через окна в пленке двуокиси кремния SiO2. Последовательность технологических операций показана на рисунке 1.32. При изготовлении планарного транзистора за основу берется пластинка кремния n-типа, которая в результирующей структуре играет роль коллектора. Пластинка помещается вначале в атмосферу паров воды или кислорода, где покрывается плотной пленкой SiO2 (рис. 1.32, а). Фотолитографией и последующим травлением в пленке образуются окна (рис. 1.32, б), через которые осуществляется диффузия акцептора-бора (рис. 1.32, в). В пластинке при этом образуется слой базы p-типа. Одновременно происходит окисление поверхности. В образовавшейся пленке окиси затем вскрываются окна (рис. 1.32, г), через которые проводится диффузия донора — фосфора на меньшую глубину. Образуется эмиттерный слой n+-типа (рис. 1.32, д). Далее слой SiO2 вновь протравливается (рис. 1.32, е), в отверстия напыляются контакты (А1) и методом термокомпрессии подсоединяются выводы (рис. 1.32, ж).
Мезапланарные транзисторы изготавливают методом двойной диффузии с последующим вытравливанием определенных участков эмиттера и базы для создания активной части транзисторов в виде меза-структур. При этом уменьшаются площади переходов, снижается барьерная емкость коллектора. Мезапланарные транзисторы получают при изготовлении большой партии приборов. в едином технологическом цикле из одной пластины полупроводника, поэтому они имеют малый разброс параметров. У этих транзисторов малые емкости переходов, небольшое rБ и они могут работать на частотах до нескольких сот мегагерц.
Эпитаксиально-планарные транзисторы имеют коллектор, состоящий из двух слоев: высокоомного, примыкающего к базе, и низкоомного, примыкающего к контакту. Высокоомный слой в транзисторах n-р-n получают методом эпитаксиального наращивания пленки монокристаллического полупроводника (в данном случае — с электронной проводимостью) на низкоомную подложку, образующую коллекторную область n+. В транзисторах p-n-р эпитаксиальный высокоомный слой имеет проводимость p-типа. Таким образом, между базой и низкоомным коллектором получается слой с высоким сопротивлением. Базовую и эмиттерную области изготавливают методом двойной диффузии через окна в пленке SiO2. В результате получают дрейфовый транзистор типа n+-р-n-n+ или р+-п-р-р+, имеющий малое объемное сопротивление эпитаксиального коллектора, небольшую барьерную емкость СК, небольшое время накопления носителей в коллекторной области и, в то же время, достаточно высокое напряжение пробоя коллекторного перехода.
В настоящее время при серийном производстве дискретных биполярных транзисторов используют, главным образом, мезапланарную и эпитаксиально-планарную технологии. Последняя находит также широкое применение а микроэлектронике при, изготовлении транзисторных структур.
Эпитаксиальные устройства — Характеристики
Характеристики соединенияПрежде чем описывать последовательность изготовления ИС, будет полезно дать представление об использовании эпитаксиальных структур для устройств.
Обратно смещенный p-n переход можно рассматривать как конденсатор с параллельными пластинами, где обедненная область является изолятором или диэлектриком, как показано на рисунке ниже. Область обеднения или пространственного заряда — это область, прилегающая к p-n-переходу, которая по существу обеднена (или лишена) всех подвижных зарядов (то есть свободных электронов и дырок), так что она действует как изолятор.Почти для всех диффузных p-n-переходов легирование на стороне диффузионного слоя перехода будет намного больше, чем легирование на другой (подложке) стороне перехода, так что большинство диффузных переходов можно рассматривать как односторонние переходы. Рисунок (a) соответствует общему случаю p-n-перехода, а рисунок (b) соответствует одностороннему p-n-переходу. Обратите внимание, что в последнем случае обедненная область почти полностью находится на слаболегированной (подложке) стороне перехода и очень мало простирается в сторону рассеянного слоя.
- Область истощения P-N перехода
Для одностороннего перехода напряжение пробоя будет зависеть от уровня легирования на более слаболегированной стороне перехода. Уравнение дается
В Z = 2,7 * 10 12 В / Н 2/3
Напряжение пробоя для планарных переходов будет несколько ниже, чем значения, полученные из приведенного выше уравнения, особенно при более легких уровнях легирования, где напряжение пробоя может быть очень существенно меньше, это связано с влиянием кривизны перехода в области под краями оксидного окна, что приводит к увеличению напряженности электрического поля.Однако при более тяжелых условиях влияние кривизны перехода на напряжение пробоя становится меньше. Следовательно, для высокого напряжения пробоя требуется легкое легирование. Глубина перехода также не должна быть слишком маленькой, особенно в случаях, когда требуются очень высокие напряжения пробоя, обычно более 100 В.
Объемное последовательное сопротивление p-n-перехода обусловлено конечным сопротивлением областей p-типа и n-типа перехода за пределами области обеднения. Для p-n диффузного перехода последовательное сопротивление, обусловленное диффузным p-слоем, будет незначительным по сравнению с сопротивлением, обусловленным n-слоем перехода.Таким образом, для небольшого значения последовательного сопротивления требуется подложка с низким сопротивлением.
Эпитаксиальные структурыИсходя из вышеизложенного, мы можем рассмотреть следующие требования:
- Для низкой емкости перехода C j требуется низкое легирование, то есть слаболегированная подложка.
- Для высокого напряжения пробоя требуется низкое легирование, то есть слаболегированная подложка.
- Для низкого последовательного сопротивления, R с , требуется сильное легирование, то есть подложка с низким удельным сопротивлением.
Мы видим, что требования к последовательному сопротивлению противоречат требованиям к емкости и напряжению пробоя. Эпитаксиальная структура, показанная на рисунке ниже, предлагает хороший способ разрешения этого конфликта и одновременного удовлетворения требований к емкости, напряжению пробоя и последовательному сопротивлению. Пока обедненная область остается полностью внутри слаболегированного эпитаксиального слоя и не достигает сильно легированной подложки n +, емкость и напряжение пробоя будут зависеть только от легирования эпитаксиального слоя и не будут зависеть от легирования подложки.
- Плоский эпитаксиальный и неэпитаксиальный диод
Осознав назначение эпитаксиального слоя, мы суммируем этапы обработки некоторых типичных устройств, начиная с плоского диода p + n / n + . Ссылаясь на рисунок (b), приведенный выше, этапы изготовления эпитаксиального планарного диода следующие.
- Исходным материалом является эпитаксиальная пластина n / n + с номером 0.Подложка 005 Ом-см (легированная Sb} и эпитаксиальный слой толщиной от 5 до 25 микрометров, легированный фосфором до удельного сопротивления в диапазоне от 5 до 50 Ом-см.
- Возникает оксидный слой толщиной от 5000 до 8000А.
- С помощью первой фотолитографии открываются окна в оксидном слое для диффузии P + .
- A p + диффузионный слой толщиной от 1 до 3 микрометров изготавливается в качестве анодной области диода.
- С помощью второй фотолитографии изготовлены контактные окна анода.
- Контакты анода изготовлены методом наплавки алюминия методом металлизации
- С помощью третьей фотолитографии нанесена металлизация анодных контактов.
- Пленка металлизации спечена или легирована для образования хорошей механической связи с кремнием и создания не выпрямляющего омического контакта с низким сопротивлением. Спекание или легирование — это термообработка при температуре от 500 до 600 ° C.
- Выполнена металлизация тыльной стороны. При этом тонкая пленка золота испаряется на притертой обратной стороне пластин. Это для эвтектического крепления кристалла (чипа) чипа к позолоченным коллекторам или подложкам при температурах в диапазоне от 400 ° до 420 ° C, температура эвтектики золото / кремний составляет 370 ° C.
Планарный эпитаксиальный транзистор
На рисунке ниже показано поперечное сечение типичного плоского эпитаксиального транзистора n-p-n.
- Плоский эпитаксиальный транзистор
Этапы обработки следующие:
- Исходным материалом является эпитаксиальная пластина n / n + с подложкой, легированной Sb 0,005 Ом-см, и эпитаксиальным слоем n-типа толщиной от 6 до 12 микрометров и удельным сопротивлением от 0,3 до 3 Ом-см.
- Выращивается оксидный слой толщиной примерно от 5000 до 8000 А.
- Используя первую фотолитографию, оксидные окна вытравливаются дугой для диффузии основы.
- Двухступенчатый привод осаждения при диффузии бора выполняется для основной области. Глубина стыка составляет от 2 до 3 микрометров. Сопротивление листа около 200 Ом на квадрат. Внедрение происходит в окислительной окружающей среде, так что оксид снова растет в окнах, которые были созданы на предыдущем этапе.
- С помощью второй фотолитографии вытравливаются оксидные окна для диффузии эмиттера.
- Выполняется диффузия фосфора с высокой поверхностной концентрацией для получения эмиттерной области с диффузным слоем n + с глубиной перехода примерно от 2 до 2.5 микрометров.
- С помощью третьей фотолитографии вытравливаются оксидные окна для контактов эмиттера и базы.
- Тонкая алюминиевая пленка толщиной от 0,5 до 1 микрометра осаждается на лицевую поверхность поверхности с использованием процесса металлизации.
- С помощью четвертой фотолитографии вытравлены окна для контактных площадок эмиттера и базы.
- Проводится термообработка при температуре от 500 до 600 ° C для спекания или легирования пленки металлизации.
- На тыльную сторону пластин нанесена тонкая золотая пленка.
Ранние планарные транзисторы и ИС использовали только этапы фотолитографии и диффузии в процессе изготовления. Однако все рассеянные планарные устройства имели серьезные ограничения по сравнению с дискретными устройствами. В транзисторе с тройной диффузией, как показано на рисунке ниже, коллекторная область формируется диффузией n-типа в пластину p-типа.
- Тройной диффузионный транзистор
Недостатками этой конструкции являются высокое последовательное сопротивление коллектора и низкое напряжение пробоя коллектор-эмиттер.Первое происходит из-за того, что концентрация примесей в части диффузии коллектора ниже перехода коллектор-база мала, что приводит к высокому удельному сопротивлению области. Последнее происходит из-за того, что вблизи поверхности коллектора концентрация примесей относительно высока, что приводит к низкому напряжению пробоя между диффузорами коллектора и базы. Таким образом, профиль концентрации, обеспечиваемый диффузным коллектором, очень невыгоден; что требуется, так это низкая концентрация примесей в переходе коллектор-база для высокого напряжения пробоя и высокая концентрация ниже перехода для низкого сопротивления коллектора.Такой профиль концентрации не может быть реализован только с помощью диффузии, поэтому был принят эпитаксиальный рост. Таким образом, эпитаксиальный слой является подходящим исходным материалом для изготовления биполярных транзисторов.
Этапы изготовления n-Channel JEET
На рисунке показана n-канальная эпитаксиальная структура JEET. Канал n-типа образован областью эпитаксиального слоя n-типа между диффузным слоем (затвором) p + и подложкой p-типа.
- Структура n-канального JFET
Последовательность обработки для устройства во многом повторяет последовательность обработки для транзистора с двойным рассеиванием и резюмируется ниже.
- Исходный материал — эпитаксиальная пластина n / p.
- Осуществляется термическое окисление
- Используя первую фотолитографию, открываются окна для диффузии через верхний затвор бора p + .
- Осуществляется диффузия бора в затворную область.
- С помощью второй фотолитографии открываются окна для n + диффузия истока и стока.
- n + Диффузия фосфора осуществляется для создания областей истока и стока полевого транзистора. С помощью третьей фотолитографии открываются контактные окна
- Металлизация проведена.
- С использованием четвертой фотолитографии нанесение металлизации на контактные площадки истока, стока и штормового ветра.
- Произведено контактное спекание или легирование.
- Выполнена металлизация тыльной стороны.
НПН
% ПДФ-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (PZT651T1 — Кремниевый плоский эпитаксиальный транзистор NPN) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > ручей Acrobat Distiller 10.1.16 (Windows) BroadVision, Inc.2020-10-07T14: 05: 44 + 02: 002016-12-22T10: 26: 03-07: 002020-10-07T14: 05: 44 + 02: 00приложение / pdf
Кремниевый планарный эпитаксиальный транзистор NPN
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Название (PZT2222AT1 — Кремниевый плоский эпитаксиальный транзистор NPN) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > ручей application / pdf
Juried Engineering PN2222 2N2222 2222 NPN TO-92 Кремниевый эпитаксиальный планарный транзистор NPN (упаковка из 50 штук): Amazon.com: Industrial & Scientific
В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
- Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
- Модель: TO-92, Тип: Транзисторы
- Mpn: PN2222ATA
- Торговая марка: ON Semiconductor
Характеристики
| Фирменное наименование | Общий |
|---|---|
| Ean | 0631846824354 |
| Материал | Пластик |
| Номер модели | PN2222 |
| Номер детали | 2N2222 |
| Размер | 50 шт. |
| Код UNSPSC | 32110000 |
| UPC | 631846824354 |
по способу изготовления —
Биполярный переходной транзистор (BJT) является продолжением PN-диода.Это трехслойный полупроводниковый прибор с двумя переходами. Кроме того, это биполярное устройство, то есть ток переносится двумя типами носителей заряда, а именно электронами и дырками, и поэтому устройство называется биполярными переходными транзисторами. BJT в основном используется как усилитель, то есть как схема для усиления или увеличения величины периодического или апериодического напряжения или тока.
Переходный транзистор может быть типа PNP или типа NPN и может быть изготовлен из германия или кремния. Транзистор PNP состоит из кристалла кремния (или германия), в котором тонкий слой кремния n-типа зажат между двумя слоями кремния p-типа.С другой стороны, NPN-транзистор состоит из кристалла кремния (или германия), в котором тонкий слой кремния p-типа зажат между двумя слоями кремния n-типа.
Типы транзисторов по способу конструкции
Тип транзисторов: В зависимости от способа изготовления транзисторы можно разделить на следующие пять категорий:
- Выросшие переходные транзисторы
- Тип сплава транзисторов с плавким переходом
- Транзисторы с диффузным переходом
- Эпитаксиальные планарные транзисторы
- Транзисторы
Выросший переходной транзистор | Типы транзисторов по способу построения
На рис. 1 и 2 показаны, соответственно, трехмерное и двумерное изображения основного транзистора PNP с выращенным переходом.Такой транзистор формируется путем сначала выращивания кристалла Ge (или Si) p-типа из расплава Ge (или Si). Позже тип примеси меняется на примесь n-типа путем добавления в расплав примеси n-типа в достаточно большом количестве, и после очень небольшого интервала времени снова примесь p-типа снова изменяется на примесь p-типа путем добавления достаточного количества p- тип примеси. Таким образом, образуется очень тонкий слой полупроводника n-типа, зажатый между материалами p-типа с обеих сторон. Тонкая центральная секция называется базой, а концевые секции составляют эмиттер и коллектор.Базовая область очень тонкая,
или меньше. Формируются два перехода: переход эмиттер-база или просто переход эмиттер J E и переход коллектор-база или просто переход коллектор J C .Непрерывно большой кристалл, образованный из расплава, разрезается на большое количество маленьких тонких срезов постоянной ширины путем разрезания по плоскостям, перпендикулярным плоскостям стыков. Затем каждый срез разрезают перпендикулярно поверхности среза, в результате чего получается ряд полупроводниковых стержней прямоугольных секций.Каждая такая полоса содержит все три области и два перехода и в конечном итоге образует выросший транзистор с переходом. Каждая планка отполирована и протравлена. Непрямые электроды нанесены на каждый конец стержня, а провода или выводы прикреплены к концевым электродам, чтобы сформировать выводы эмиттера и коллектора. Точно так же поводки прикрепляются к тонкой цоколе цоколя. Затем весь узел протравливается и покрывается влагостойкой смазкой, устанавливается в подходящую механическую конструкцию и затем герметично запечатывается в небольшой стеклянной оболочке с выводами, проходящими через ножку.Непрозрачная краска обычно наносится на внешнюю сторону стеклянной оболочки, чтобы исключить падающий свет.
На рисунке 3 показаны условные обозначения для транзисторов PNP и NPN, применимые ко всем типам транзисторов, независимо от метода их изготовления. Толстая горизонтальная линия представляет собой базу, а две наклонные линии представляют эмиттер и коллектор. Эмиттер обозначается стрелкой, расположенной на наклонной линии. Направление стрелки указывает направление обычного электрического тока с прямым смещением эмиттера.Таким образом, в транзисторе PNP дырки перетекают из эмиттера в базовую область. Направление обычного электрического тока также от эмиттера к базе. Следовательно, в символе транзистора PNP, стрелка на эмиттерном электроде указывает на базу, как показано на рисунке 3 (a). В NPN-транзисторе, с другой стороны, электроны перетекают из эмиттера в базу, а обычный электрический ток течет из базы в эмиттер. Следовательно, в символе NPN-транзистора стрелка на эмиттерном электроде указывает в сторону от базы, как показано на рисунке 3 (b).Иногда буквы E, B и C добавляются, как показано на рисунке 15, для обозначения эмиттера, базы и коллектора соответственно. Кроме того, иногда весь символ заключен в кружок, как показано.
Транзистор из сплава (или с плавким переходом) | Типы транзисторов по способу построения
На рисунке 4 показана структура PNP-транзистора с плавленным переходом. Он в основном состоит из тонкой небольшой пластины из Ge (или Si) с тонкими поддонами некоторой легирующей примеси p-типа, обычно легированной индием, с обеих сторон, образующих эмиттер и коллектор.Поддон-коллектор примерно в 3 раза больше поддона-эмиттера. Затем эту сборку нагревают примерно до 500 0 ° C в атмосфере водорода. При этой температуре плавится индиевый поддон (точка плавления 155 0 ° C). Однако Ge не плавится, так как его температура плавления выше 500 0 C. Расплавленный индий растворяет часть Ge из пластины и образует насыщенный раствор. При охлаждении раствор перекристаллизуется с образованием Ge p-типа на границе твердое тело-жидкость. При дальнейшем охлаждении остальной индий затвердевает.Выводы припаяны к индиевым поддонам, образующим выводы эмиттера и коллектора. Контакт с основанием осуществляется путем приваривания полосы или петли из позолоченной проволоки к опорной пластине. Полученная сборка образует pnp-транзистор с двумя переходами на противоположных сторонах пластины Ge. Расстояние между переходами внутри основной пластины чрезвычайно мало, несколько мил, и это формирует толщину основы. Эта эффективная толщина основания зависит от температуры, до которой нагревается сборка, и от продолжительности нагрева.
Затем вся сборка протравливается для удаления поверхностных загрязнений, покрывается влагостойкой смазкой, устанавливается в механическую конструкцию и запечатывается внутри стеклянной оболочки с выводами выводов снизу. Непрозрачная краска обычно наносится на внешнюю поверхность стеклянной оболочки, чтобы избежать падающего света.
Транзистор с диффузным переходом | Типы транзисторов по способу построения
На рис. 5 показана базовая структура транзистора с диффузным переходом.Тонкий слой SiO 2 нанесен термически на верхнюю поверхность небольшого (1,5 мм x 1,5 мм) кремниевого кристалла толщиной обычно 0,3 мм. Слой SiO 2 подвергается фототравлению для формирования маски, и диффузия p-типа разрешена через отверстие в маске SiO 2 . Для этого процесса диффузии кремниевую пластину помещают в печь при температуре 1000 0 ° C в газовой атмосфере с высокой концентрацией бора. Резкий градиент концентрации примесей возникает на поверхности пластины, и, следовательно, бор диффундирует в пластину Si.
При этой высокой температуре (1000 0 C) несколько атомов Si покидают свои узлы решетки, оставляя вакансии для движения примесных атомов бора. Опять же, слой SiO 2 термически выращивается наверху и фото- травленый. Диффузия эмиттера (n-типа) осуществляется через отверстие в слое SiO 2 , в результате чего образуется небольшая область n-типа. Полученное основание p-типа имеет очень маленькую ширину
или меньше. Наконец, свежий слой SiO 2 термически выращивается, фототравливается, и алюминиевые контакты проходят через отверстие для выводов эмиттера и базы, в результате получается структура, показанная на рисунке 5.На дне пластины образуется металлический слой, к которому присоединяется коллекторный вывод.Эпитаксиальный транзистор-планировщик | Типы транзисторов по способу построения
На рисунке 6 показана базовая структура. Здесь очень тонкий монокристаллический слой высокой чистоты, как правило, Si n-типа, выращивают на сильно легированной подложке из того же материала. Эта полная структура затем образует коллектор n-типа, на котором последовательно рассеиваются области основания p-типа и эмиттерные области n-типа. Использование тонкого эпитаксиального слоя коллектора с высоким сопротивлением приводит к (i) увеличению напряжения пробоя и, следовательно, увеличению рабочего напряжения и (ii) снижению тока базы.Дальнейшее уменьшение площади базы и эмиттера приводит к более высокому верхнему пределу частоты и сокращению времени переключения.
Разное. Транзисторы | Типы транзисторов по способу построения
В некоторых случаях вышеупомянутые методы можно комбинировать. Таким образом, у нас могут быть транзисторы следующих типов: (i) диффузный разрешающий тип (ii) выращенный-диффузионный тип (iii) разрешающий эмиттерно-эпитаксиальный базовый тип и т. Д.
Интересно отметить, что самые ранние транзисторы, которые были разработаны, были точечными, контактными транзисторами.Транзистор с точечным контактом состоит из двух заостренных вольфрамовых проволок, прижимающихся к полупроводниковой пластине. Такие транзисторы страдают низкой надежностью и воспроизводимостью. Следовательно, такие транзисторы больше не используются в коммерческих целях.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Качественный эпитаксиальный планарный транзистор pnp для электронных проектов
Alibaba.com предлагает большой выбор. Планарный эпитаксиальный транзистор pnp на выбор в соответствии с вашими потребностями.. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp являются жизненно важными частями практически любого типа электронных компонентов. Их можно использовать для создания материнских плат, калькуляторов, радиоприемников, телевизоров и многого другого. Выбрав правильный. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp , вы можете быть уверены, что создаваемый вами продукт будет высокого качества и очень хорошо работает. Ключевые факторы выбора продуктов включают предполагаемое применение, материал и тип, среди других факторов.Планарный эпитаксиальный транзистор pnp изготовлен из полупроводниковых материалов и обычно имеет не менее трех клемм, которые можно использовать для подключения к внешней цепи.Эти устройства работают как усилители или переключатели в большинстве электрических цепей. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp включает два типа областей, которые возникают в результате включения примесей в процессе легирования. В качестве усилителей. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp скрывает низкий входной ток до большой выходной энергии, и они направляют небольшой ток для управления огромными приложениями, работающими как переключатели.
Изучите прилагаемые спецификации вашего. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp для определения опор базы, эмиттера и коллектора для безопасного и надежного соединения.Файл. Эпитаксиальный планарный транзистор pnp на Alibaba.com использует кремний в качестве первичной полупроводниковой подложки благодаря своим превосходным свойствам и желаемому напряжению перехода 0,6 В. Основные параметры для. Планарный эпитаксиальный транзистор pnp для любого проекта включает в себя рабочие токи, рассеиваемую мощность и напряжение источника.
Откройте для себя удивительно доступный. Планарный эпитаксиальный транзистор pnp на Alibaba.com для всех ваших потребностей и предпочтений.Доступны различные материалы и стили для безопасной и удобной установки и эксплуатации. Некоторые аккредитованные продавцы также предлагают послепродажное обслуживание и техническую поддержку.
2SA1725 datasheet — Кремниевый PNP-эпитаксиальный планарный транзистор
100FXFh23 : быстрое восстановление (приложения для высокоскоростных выпрямителей).
2N4123 :. 145 Adams Avenue Hauppauge, NY 11788 USA Тел .: (631) 435-1110 Факс: (631) 435-1824 www.centralsemi.com.
39BSA : Кремниевый планарный стабилитрон.
AGN200 : Тонкое поляризованное реле в сверхкомпактном корпусе. Благодаря высокоэффективной конструкции магнитной цепи уменьшается поток рассеяния, а изменения электрических характеристик компонентов, устанавливаемых близко друг к другу, сводятся к минимуму. Все это означает, что плотность упаковки выше, чем когда-либо прежде. Номинальная рабочая мощность: 140 мВт. Исключительная устойчивость к вибрации и ударам. Функциональная ударопрочность: м / с2 {75G}.
ARE1303 : реле 2,6 ГГц, 75 Ом, для радиовещательной отрасли.МАЛЫЕ МИКРОВОЛНОВЫЕ РЕЛЕ ДЛЯ ТРАНСЛЯЦИОННОГО РЫНКА Компактный и тонкий размер Размер: 0,441 (Ш) .350 (В) дюйма * Клемма для поверхностного монтажа 9,6 мм. Размер 378 дюймов. Частота V.S.W.R. (Макс.) Вносимые потери (дБ, макс.) Изоляция (дБ, мин.) V.S.W.R. (Макс.) Вносимые потери (дБ, макс.) Изоляция (дБ, мин.) ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ 1. Рынки вещания и видео. Цифровое вещание.
DSI75-08B : Выпрямительный диод. Условия тестирования TVJ = TVJM Tcase 100C; 180 синусоидальных типов DSA (I), TVJ = TVJM, 10 мс TVJ = 0 TVJ = TVJM мс (50 Гц), синус мс (60 Гц), синус мс (50 Гц), синус мс (60 Гц), синус мс ( 50 Гц), синус мс (60 Гц), синус мс (50 Гц), синус мс (60 Гц), синус Максимальные номинальные значения C Нм фунт.дюйм. г Международный стандартный пакет, JEDEC AB (DO-5) Планарные стеклопакеты. Применение.
FQA40N25 : N-канальный транзистор QFET на 250 В.
NE856M03 : Усилитель. Кремниевый транзистор NPN. НОВАЯ УПАКОВКА M03: наименьший доступный контурный корпус транзистора Низкопрофильный / высота корпуса 0,59 мм Плоский вывод для улучшения радиочастотных характеристик НИЗКИЙ ШУМ: на 1 ГГц ВЫСОКИЙ ТОК КОЛЛЕКТОРА: ICMAX 100 мА Транзистор NE856M03 разработан для недорогих усилителей и генераторов.Низкий коэффициент шума, высокое усиление и высокая токовая нагрузка равны.
RGF1A : 1.0A выпрямитель с быстрым восстановлением. Пассивированный стеклопакет. Для поверхностного монтажа. Низкое прямое падение напряжения. Возможность высокого тока. Легко выбрать и разместить. Устойчивость к высоким импульсным токам. 1A Максимальное повторяющееся обратное напряжение Средний выпрямленный прямой ток, = 125C Непериодический пиковый прямой импульсный ток 8,3 мс Диапазон температур хранения одной полусинусоиды Рабочий.
RM100C1A-XXF : Модули / сборочные диоды.100A — транзисторный модуль для высокоскоростного переключения, изолированный тип.
SA130CA : Ограничители переходного напряжения мощностью 500 Вт. Пассивированный стеклопакет. Пиковая импульсная мощность 500 Вт при отличной зажимной способности. Низкое сопротивление скачку напряжения. Быстрое время отклика; обычно менее 1,0 пс от 0 вольт до BV для однонаправленного и 5,0 нс для двунаправленного. Типичное значение IR менее 1,0 А выше 10 В. ЦВЕТОВАЯ ПОЛОСА ОБОЗНАЧАЕТ КАТОД ТОЛЬКО НА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ УСТРОЙСТВАХ. БЕЗ ЦВЕТОВОЙ ПОЛОСЫ.
FS450R12KE4 : 675 А, 1200 В, N-КАНАЛЬНЫЙ IGBT. s: Полярность: N-канал; Тип упаковки: МОДУЛЬ-29; Количество блоков в ИС: 6.
IHB1BV100K : IND, ПРОВОДНАЯ, 10UH, 10% + TOL, 10% -TOL. s: Применение: Универсальное.
STPS10M80CT : 80 В, КРЕМНИЙ, ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД, TO-220AB. s: Аранжировка: Common Catode; Тип диода: ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД; Применение диодов: выпрямитель, КПД; IF: 150000 мА; Соответствует RoHS: RoHS; Пакет: СООТВЕТСТВИЕ ROHS, ПЛАСТИКОВЫЙ ПАКЕТ-3; Количество контактов: 3; Количество диодов: 2.
TPC8123 : 11000 мА, 30 В, P-КАНАЛ, Si, МАЛЫЙ СИГНАЛ, МОП-транзистор. s: Полярность: P-канал; Режим работы MOSFET: Улучшение; V (BR) DSS: 30 вольт; rDS (вкл.): 0,0125 Ом; Тип упаковки: СООТВЕТСТВИЕ ROHS, ТОНКИЙ, 2-6J1B, 8-КОНТАКТНЫЙ; Количество блоков в ИС: 1.
200SXW10020CA16X25 : КОНДЕНСАТОР, АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ, НЕ ТВЕРДЫЙ, ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ, 200 В, 100 мкФ, КРЕПЛЕНИЕ ДЛЯ ПРОХОДНОГО ОТВЕРСТИЯ. s: Конфигурация / Форм-фактор: Конденсатор с выводами; Соответствие RoHS: Да; : Поляризованный; Диапазон емкости: 100 мкФ; Допуск емкости: 20 (+/-%); WVDC: 200 вольт; Ток утечки: 424 мкА; Тип установки: сквозное отверстие; Рабочая Температура:.
2SC6134 : 3 А, 30 В, NPN, Si, СИЛОВОЙ ТРАНЗИСТОР. s: Полярность: NPN; Тип упаковки: УФМ, 3 ПИН.
3612T010J : 1 ЭЛЕМЕНТ, 0,01 мкГн, ИНДУКТОР ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ, SMD. s: Вариант монтажа: Технология поверхностного монтажа; Устройств в упаковке: 1; Стиль вывода: ОБРАТНЫЙ; Стандарты и сертификаты: RoHS; Применение: универсальное; Диапазон индуктивности: 0,0100 мкГн; Номинальный постоянный ток: 450 мА.
.