Лекции10 (1055170), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Ток коллекторапри постоянном напряжении UБЭ растет пропорциональнотемпературе. Или, при постоянном коллекторном токе,напряжениенапереходебаза-эмиттерUБЭпадаетпрактически линейно, приблизительно на 0,2 В на каждыесто градусов.Это происходит, потому что ток насыщения IНАСнастолько круто возрастает с повышением температуры,чтокомпенсируетуменьшениеэкспоненциальнойсоставляющей:eU БЭexp()kTЭто явление приводит к неустойчивости тепловогоравновесия биполярного транзистора. При повышениитемпературы в какой-либо зоне эмиттерного переходабиполярного транзистора локально возрастает плотностьпротекающего тока в этой зоне, что приводит к ещебольшему разогреву рассматриваемого участка и можетвызвать выход транзистора из строя.По этой причине, для повышения управляемого токанельзя включать параллельно несколько биполярныхтранзисторов, хотя полевые транзисторы можно включатьпараллельно.С неустойчивостью теплового равновесия биполярноготранзистора конечно борются, в частности, в транзисторнуюструктурувключаютположительнымрезистивныетемпературнымучасткискоэффициентомсопротивления (ТКС), поэтому рекомендуется в качествеключейдлякоммутациинагрузкиприменятьтолькобиполярные транзисторы, рекомендованные для этихцелей.Полевые или униполярные транзисторы – этоприборы, управляемые напряжением, а не током, вотличие от биполярных транзисторов.По физике своей работы полевой транзистор прощебиполярного, но получилось так, что практически они былисозданы и нашли широкое применение на два - тридесятилетия позже.

Причина в высочайших требованиях кчистоте поверхности и параметрам слоя оксида кремния,отделяющего затвор от канала в подложке.И сейчас,когдатехнологияпроизводстваМОПтранзисторов насчитывает уже несколько десятилетий, потехнологическомуразбросупараметровМОПтранзисторы существенно отстают от биполярных.МОПпотенциаломтранзисторведетпеременноесебя,каксопротивление.управляемоеЧтосамоеважное, ТКС канала положителен, поэтому тепловоеравновесие внутри прибора устойчиво!Технология изготовления интегральныхмикросхем (ИМС)МОП-транзисторы или МДП-транзисторы являютсяодними из основных элементов ИМС.

Рассмотрим на ихпримере технологию изготовления планарных ИМС.ЭтапытехнологическогопроцессаизготовленияИМСI этап. Изготовление полупроводниковых пластин:•Выращиваниемонокристаллическогослиткарасплава;•Резка слитка на полупроводниковые пластины;•Шлифовка и полировка пластин.изII этап. Формирование структуры прибора:•Вакуумноенанесениетонкихпленок,окисление,эпитаксия;•Микролитография(формированиетопологическогорисунка);•Диффузия, ионная имплантация примесей.III этап.

Сборка приборов:•Скрайбирование и разделение пластин на кристаллы;•Установка кристаллов в корпус и разварка выводов;•Герметизация, контроль и маркировка.Рассмотрим более подробно II этап технологическогопроцессанапримереМОП-транзисторасиндуцированным каналом р – типа.В качестве заготовки используется Si - пластина,легированная очень незначительным количеством атомовфосфора - Р. На ней формируют пленку SiO2 (окисление Si),вскрывают заданные участки методом фотолитографии (а) ипроводят легирование пластины атомами Р (б), образуя n -область МОП - транзистора.Формирование структуры прибораДалее снова происходит формирование пленки SiO2,вскрытие заданных участков (в) и ионная имплантацияатомов Р (г).

В результате образуется защитное кольцо n+ -типа (г) для предотвращения утечек носителей заряда наповерхность подложки.Затем на пластине формируется двухслойное покрытиеиз SiO2 и Si3N4 (д), после чего проводится термическоеокисление пластины для получения толстого слоя SiO2 (е).Затем слои SiO2 и Si3N4 удаляют и проводят тонкоеокисление (ж).Формирование структуры прибораДля получения затвора на пластину наносят слойполикристаллическогоSi(проводника)иметодомфотолитографии стравливают лишние участки, оставляя внужном месте участок затвора (з).Далее проводится имплантация бора В через тонкийслой SiO2 и образование областей р+ - типа (истока и стокаМОП - транзистора) (и).Затем наносят слой SiO2, формируют в нем отверстиядляподводаалюминияAlэлектрическихистравливаютконтактов,лишниенаносятучастки,слойобразуятоковедущие дорожки (к).Врезультатенапластинесформировантранзистор с индуцированным каналом р - типа.МОП-Полупроводниковые приборы.

Биполярный транзистор1 – п/п материал (Si, Ge и др.)2 – эмиттер3 – база4 – коллектор5 – траектории подвижныхносителей заряда(электронов или дырок)6 – эмиттерный переход7 – коллекторный переходПолупроводниковые приборы. СветодиодСхема работы светодиодаНа границе p-n – перехода, включенного в прямом направлении,происходит рекомбинация электронов и дырок. При этомпроисходит переход электрона из зоны проводимости ввалентную зону (на стационарный энергетический уровень).

Этотпереходсопровождаетсяиспусканиемквантаэлектромагнитного излучения. Требуемая частота излучения(видимого) задается за счет подбора ширины запрещенной зоны(материала полупроводника, например, нитрида индия-галлияInGaN, который дает синий цвет).Светодиоды обладают высоким К.П.Д. (до 80%) идолговечностью. Незначительные потери энергии связаны свыделением тепла при протекании тока и частичным поглощениемквантов излучения..

Характеристики

Список файлов лекций