Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Произошла первая транзисторная революция! их Первые транзисторы не отличались высокой надежностью (рис. ! 2). Виной тому оыли и. ных конструктивные решения. Отказы шли из-за контактов, выполненных в виде проволочив ' пружинок (" кошачий ус"). Стоимость транзисторов была велика, а воспроизводимое сть характеристик плохая. Однако уникальность свойств транзистора стимулировала,па"ь нейшие их исследования. них подали напряжение, полярность которого совпадала с типом проводимости, на дру. той — обратное !Рис 1.2). 1 Микроэлектроника вчера и сегодня церез год после изобретения транзистора фирма Вей наводнила мир с гатьями и доклада- ,и о транзисторах и их возможностях.
Прибор нс был засекречен. Видимо, военные не Ве)тини В его Возможности. В Советском Союзе.1ранзисторный эффект впервые наблитда1И в 1949 году. Авторами первого отечественного точечного транзисюра были сове1ские исследователи НИИ-1б0 (ныне Исток") Александр Викторович Красилов и его аспирантка Сусанна Гукасовна Мадоян (рнс. 1.3). Лабораторный экземпляр работал не более часа. а затем требовал новой на~тройки — поиска нового точечного контакта с помощью запстренных бронзовых проволочек.
Потом были получены транзисторы в ФИА1)е в лаборатории Бенциона Моисеевича Вула, в ЯФТИ в лаборатории Владимира Максимовича Тучкевича, в НИ)!-108 в лаборатории Сергея Григорьевича Калашникова, и, наконец, в ИРО АН Полниныл1 Н. А. В ) 951 год) академик, зал1еститель министра обороны Лксель Иванович Берг созвал совещание специалистов по развитию транзисторостроения. Ленинградский физико-технический иншитут ЛН СССР представлял Наследов Д. Н. н Тучкевич В.
М., ФИАН АН СССР делегировал Вула Б. М. и Ржанова А. В., от ЦНИИРТИ (НИИ-108) Калашников С. Г. и Пении Н. Л., от Украинской ЛН --- Яашкарев В. Е., от НИИ "Исток" (НИИ-160) — — Красилов А. В, Результатом совещания стала постановка ОКР по точечным транзисторач "Точка" в НИИ "Исток" (руководитель Красилов А. В.) и по плоскостным транзисторам НИР "Плоскость". Эта нау ~но-исследовательская работа выполнялась нссколькимп органиэациями: ЛФТИ (руководитель Наследов Д. Н.), ФИАН (руководитель Вул Б.
М.), НИИ "Исток" (руководитель Красилов Л. В.). В конце 1953 года эти работы были сданы Госкомиссии, которая работала во вновь созланном НИИ "Пульсар" (НИИ-35). Сюда же была передислоцирована лаборатория Красилова А. В. В этой лаборатории были изготовлены первые в СССР плоскостные транзисторы П1, П2, 113, которые стали основой для других серийных полупроводниковых приборов. Прочышленный выпуск был освоен на 3)ОЗП "Светлана" (Я.
Л. Кацчан). Бьш создан второй полупроводниковый институт -- НИИ-311 в дальнейшем НИИ "Сапфир". Его профилем стали работы по созданию диодов Одновременно с этим академик Берг Л. И. создал новый Инс1итут радиоэлектроники (ИРЭ) в рамках АН СССР, который сам и возглавил. Сюда перешли преимущественно сотрудники ННИИ-!08, а работы по полупроводникам в нем были свернуты. Рис. 1.3.
ГРуппа отечественных исследователей — пионеров микроэлектроники профессор, лауреат Сталинской и Ленинской премий Красипов А. В., профессор, лауреат Ленинскои премии Федотов я. А, старший научный сотрудник Мадопн С Г, Рофессор пенин ы А., ~павный научный сотрудник, лауреат ленинскои премии щитопь Ф А. мирэА ' Зп, ;тп1 Часть!!. !Иикрозлекгроника К середине пятидесятьж годов общий объем выпуска дискретных полупроводниковых приборов составил 24 миллиона, из которых более десяти процентов составляли транзи.
сторы. С !958 года в стране началось интенсивное развитие полупроводниковой промышленности Под полупроводниковые предприятия на первых порах выделялись не эффективно используемые предприятия: совпартшкола в Новгороде, макаронная фабрика в Брянске, спичечная фабрика в Таллинне, сельхоззавод в Херсоне, швейная фабрика в Воронеже, коммерческий техникум в Риге и т. д.
Все эти предприятия быстро реконструировались н оснащались соврелзеиным оборудованием. За неполное десятилетие была создана отече огненная полупроводниковая промышленность, обеспечившая оборонную, ракетнокосмическую и народно-хозяйственную мощь державы. А между тем интерес к транзисторам нарастал лавинообразно. Транзистор стал выдаошейся "личностью" в научно-техническом прогрессе. Наступала эпоха транзисторизации... 1.1.3. Вторая транзисторная революция Итак, "главой" славной династии транзисторов стал германиевый прибор, изобретенный Д.
Бардиным, У. Брап ейном и У. Шекли, за который в !956 году они получили Нобелевскую премию, Правда, патент на точечный транзистор получили первые двое в !950 году, а У. Шокли только в следующем году получил патент на плоскостной транзистор. А всего за первые 20 лет была выдана почти тысяча патентов. Особое значение приобрели технологические разработки. В !954 году с помощью мелюди зоннои чнгшкл удалось получить слитки полупроводников высокой чистоты. Этот же метод позволил получить равномерное распределение примесей в крис~алле. К !955 году стало возможным получение транзисторов со сплавными и р-, п-переходачи, выращенными из расплава Позже появились и другие разновидности сплавных транзисторов: дрейфовые и сплавные с диффузией.
Разработанный электрохцищческяя! мелюд получения тонких базовых слоев позволил создать новые типы дискретных транзисторов; микросцзавные, поверхностно-барьерные, сплавно-диффузионные, микрослойные. Частотный диапазон их работы достшвл нескольких мегагерц. Нача. лось производство автоматизированного ооорудования для производства транзисторов. Для получения р — п-перехода стали использовать ддффузионлыи.иешад.
Сущность его зя. ключалась в равномерном распределении примесных атомов в кристалле при нагреве его в атмосфере, содержащей необходимые примеси. Этот метод положил начало групповой техноло гни производства приборов. Наиболее популярным среди транзисторов с диффузионной баюй стал.чезолззипзяслюр, отличающийся высокими рабочими частоталш. Испольювание процесса диффузии позволило резко увеличить точность задания толщины об ласти базы, который является одних~ из важнейших паралзетров. Толщина базы должна быть ез настолько узкой, чтобы практически все элок~ренах инжектированные эмипером, попали черо ные оазу в коллектор.
При тонкой базе можно уменьшить время, за которое инжектированнь ения электроны попадают на коллектор, а следовательно, увеличить частоту переключен транзистора из одного состояния в другое, Транзисторы с тонкой базой получили " название бнпозярлмх, поскольку в них использую~ся два типа носителей — электроны и дыр или ки.
В зависимости от расположения легированных областей они именуются и- — р — и ил р — и — р-типа. В конце 50-х годов была разработана технология создания планариых транзисторов, консг рукция которых имеет плоскую струкгуру и расположена у поверхности полупроводин инка 195 1 Микроэлектроника вчера и сегодня с 1.4). Отличщельной особенноаъю планарной технологии является возможность создания ножесгва приборов на одной подложке.
Это открывало путь к групповой технологии произ„одства транзисторов, к автоматизации их производства. Рис. 1.9. Первый МОП-транзистор с р-каналом. 1964 гол Рис. 1.4. Первый планарный транзистор "бычий глаз", который ознаменовал собой начало второи траизисгорной революции. 1959 год Создание высокочастотных транзисторов вело к увеличению активной площади структуры. Так появились приборы со структурой эмгптера в виде гребешка с хорошо развитым периметром.
История разработки транзисторов знает примеры новых технических решений, которые открывали отлельные направления в полупроводниковой электронике. Таким примером может служить разработка волевых шранзислюров. Этот прибор одновременно мог выполнять функции резисторов, управляемых напряжением. Первый промышленный полевой транзистор бьш изготовлен в 1958 году Станиславом Теш нером во Франш~и и получил название шеклелгрон.
Типичный полевой транзистор был реализован на базе струьчуры якллалл — оклгея позулроеодллк(МОП). В кремниевой подложке, наприлзер, р-типа, создаются два островка кремния п-типа. Эти островки снабжены меиллическими контактами, один пз которых называется вслгокаи, другой — стокам. На поверхности кремния над пространством между истоком и стоком (каналом) наносится слой двуокиси кремния. Поверх этого слоя осаждается тонкая металлическая пленка, образующая третий электрод, называемый залгворач, Двуокись кремния являегся хоро~дим изолятором, поэтому затвор не имеет прямого электрического контакта с полупроводниковой подложкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
