Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

8
1.2.
Особенности формирования структуры полупроводниковой ИМС
на примере эпитаксиально-планарного транзистора
Рассмотрим фрагмент электронного устройства, изображенного
на рис. 1.3. Данный фрагмент представляет собой простейший инвертор, кото-
рый работает следующим образом. При поступлении на базу транзистора на-
пряжения высокого уровня (логической единицы) он открывается
и напряжение, снимаемое с коллектора, будет иметь низкий уровень (логиче-
ский ноль). И наоборот, если на вход поступает сигнал низкого уровня, на вы-
ходе будет сигнал высокого уровня. В цепи коллектора имеется резистор, к ко-
торому подключается напряжение питания U
n
. Следует отметить, что
в действительности схема обладает некоторой паразитной емкостью С
пар
(ем-
кость коллекторного перехода, проводников и так далее). На схеме эта емкость
показана пунктиром.
Реализация этого фрагмента в интегральном исполнении представлена на
рис. 1.4. В приповерхностном слое кремниевой пластины р-типа с помощью
безмасочной диффузии доноров сформирован слой п-типа. Затем через окна в
маске, специально сформированной на поверхности с помощью фотолитогра-
фии, вводят в большом количестве акцепторы, формируя области р
+
-типа. Об-
разующиеся при этом переходы р
+
-п и р-п обеспечивают изоляцию друг от дру-
га двух карманов: правого для транзистора и левого для резистора. Диффузион-
ный резистор представляет собой область р-типа в кармане, обладающем п-
типом проводимости. Его сопротивление определяется удельным сопротивле-
нием этой области и ее геометрическими размерами. Соединение элементов
инвертора осуществляется металлизацией по поверхности пластины.
Приведенная на рис. 1.4 структура биполярного транзистора обладает од-
ним серьезным недостатком. Как уже отмечалось, реальная схема инвертора
обладает паразитной емкостью. Процессы переключения транзистора
из закрытого состояния в открытое и наоборот будут сопровождаться переза-
рядкой этой паразитной емкости. Длительность процесса перезарядки С
пар
зави-
сит от величины этой емкости и от сопротивления тела коллектора,
по которому протекает ток. Для уменьшения времени перезарядки паразитной
емкости и, соответственно, для повышения быстродействия транзистора необ-
ходимо уменьшить сопротивление тела коллектора. Это можно было бы сде-
лать, увеличив количество донорной примеси, вводимой для формирования об-
ласти коллектора. Но тогда увеличится концентрация примеси вблизи поверх-
Рис.
1.3. Схема инвертора
Рис.
1.4. Структура инвертора

Страницы