Транзистор

Қабаттай - жүйедегi материалдардың мұқият таңдауы және ерекше ортақ тазалықтың сүйемелдеу талап ететiн өте күрделi процесс өсiру мүлтiксiз эпитаксиаль. Жiк бумен фазадан химия тұнбасының әдiсiмен өсiредi, SiCl4тiң кремниiнiң тетрахлоридының буларынан әдетте. Сонымен бiрге содан соң OKтың температурасының жанында төс етек бiлiгетiн таза кремниге дейiн SiCl4iн қалпына келтiрген сутегi қолданылады. 1200 бе? Қабаттай - мкм/мин 1 шамасында өсудi С.жылдамдық эпитаксиаль, бiрақ ол реттеуге болады. Жұмыс камерасына қабаттай (nның қоспасы - түр) мышьяктердi ендiредi қоспалаулар үшiн, (n - түр) фосфор немесе (p - түр) Орман.Мысалы, бiр-ақ жiктер әдетте өсiредi, бiрақ басқа мағнада көп қабатты тиристорлардың жасауында, екi қабаттай - басқа pлар бiр nдер-шi - түр алады. Қабаттай жоғарғы вольтты тиристорлар үшiн 100 мкмге жоғары жиiлiктi транзисторлары үшiн бiрнеше микрометрлерден құрайды жуандық эпитаксиаль. Эпитаксиаль материалы күшейткiштер және электрондық кiлттер үшiн транзисторларды даярлауға мүмкiншiлiк бередi. Диффузияның жанында жартылай өткiзгiштiң барлық бетi арналған бiр қалыпты болған мезаструктуралардың технологиялары қарсы планар технологиясы диффузия талап етедi iрiктелдi. Беттер қалған бөлiк үшiн маска қажеттi. Маскалар үшiн тамаша материал кремнидiң үстiненi өсiп жетiлдiруге болатын кремнидiң диоксидi болып табылады. Осылай, дымқыл оттектiң атмосферасында бастапқыда 1100 болғанда ма? OKтың жуандығын диоксидтiң жiктерi өсiредi. (бұл ширегi бар сағатта шамамен орналасады) 1000 нм. Екпе жiкке ультракөгiлдiр жарықты әсер ету үшiн сенситизирован бола алатын фоторезист келтiредi. Фоторезистке (олардың мыңдаған бiр төс етегiнде) диффузия жүргiзiлуi керек болатын негiздi облыстардың нобайлары бар маскасын және жарықпен фоторезисттер көрмеге қояды үстiне қояды. Бөлiмшелер, жабулы емес мөлдiр емес маскамен, фоторезистке жарықтың әсерiнен қатады. Кәзiр ендi фоторезист, ол ол қатпаған, және орындар бұл кремнидiң ашық диоксидiн ашылған орындар ерiткiшпен сол оңай алып тастауға айқындалған. Ашық диоксидтiң диффузияға төс етегiнiң әзiрлеулерi үшiн кетiредi және пластинкаларды жуады. Терiс фоторезист туралы бұл жерде сөз болады. Керiсiнше, жарықтан кейiн оңай ашып тастайтын оң фоторезист сонымен бiрге бар болады.) диффузияны екi стадиялы процесстер сияқты өткiзедi: (npnның жағдайындағы Орман - транзисторлар) бiраз легирлеушi қоспа бастапқыда негiздi шалағай жiктерге ендiредi, содан соң - керек тереңдiкке. Бiрiншi кезеңдi әртүрлi әдiстермен жүзеге асыруға болады. . Вариант кең таралғандарға оттек сұйық Орман трихлориды арқылы өткiзедi; диффузант бетке газымен тасымалданады және кiрбiк құрамында бор бар шыны және өзi бұл жiкте астында осаждается. Керек тереңдiкке Ормандарды мұндай шынының бастапқы диффузиясынан кейiн алып тастап ендiредi, коллектор p-nдары нәтижеде не пайда болады - nның эпитаксиаль жiгiндегi өткел - түр. Бұдан әрi эмиттер диффузияларын орындайды. Негiздi, және ондағы үстiнен (фосфор әдетте) қоспаларды диффузиямен бiр кезеңге арқылы эмиттер нақ сол қалыптастыра ендiретiн терезе қабаттай диоксидтер өсiп жетiлдiредi кеседi. Эмиттердiң қоспалауын дәреже кем дегенде 100 есе эмиттердiң биiк тиiмдiлiгiнiң қамтамасыз етуi үшiн керек базасының қоспалауын дәрежеге қарағандасы көбiрек. Кремнидiң диоксидiмен бүйiрлеу бағытта, ықтындыл қоршаған ортаның әсерiненгi олары дегенмен де, қоршаған ортаның да екi диффузиялық процесстерде, жоғарыда айтылған, өткелдердi тiгiнен жылысады, сол сияқты. Көп құрылымдар OKтың жуандығын кремнидiң нитридiнiң шалағай жiктерiмен тығыз бекiтедi. 200 нм. Кремнидiң нитридi натри және кремнидiң диоксидi арқылы кiру қабiлеттi және өткелдердегi бетi улайтын және олар жақын маңда қалиған мұндайлар үшiн өтпеймiз.Мысалы, құрылымның бетiне фотолитографиялар бұдан әрi әдiстердi қолданып (алюмини немесе вольфрамды басқа металлды кремни бөлген алтын ), платина немесе ақсақ) байланысуды металлдар шаңдатады.Арамен кесулер немесе сындыру содан соң жартылай өткiзгiш пластинканы жолымен алтын түске боялған кристалл ұстаушыға немесе шығаратын (кремни жиiрек эвтектиялық дәнекерлемемен - алтын) шеңберлерге бекiткен жеке микрокристаллдарға кесуден кейiн бөледi.Эмиттер және базасын корпустар қорытындылармен алтындай созушылықтармен жалғастырады.Транзистор металлдық корпустарда тығыз бекiтедi немесе (соңғы арзандау) пластикке бiтеуi жолымен. Байланысулар бастапқы алюминилардан iстедi, бiрақ алюмини биiк кедергi ие болатын морт Қосу алтынмен құрастырғанын көрсеттi. Алюмини немесе алтындай созушылықтан сым байланысулары сондықтан басқа металлды кремниден бөле бастады - вольфраммен, платина немесе ақсақ.Жалпы тағайындаудың транзисторларының шектi жиiлiгi бiрнеше жүзiншi мегагерцтi құрайды - шамамен ерте жоғары жиiлiктi германи транзисторларында болатыны соншама. Бұл шекаралардың жоғары жиiлiктi түрлерi үшiн дәл қазiр 10 000 мгцтi асады. Қуатты транзисторлар 200 Вттiң қуатының жанында жұмыс iстей алады және (корпустың түрiне байланысты) көп, және бiрнеше жүзiншi вольтке сирек емес коллектор кернеулерi. Бiрнеше сантиметрлердiң өлшемiнiң кремилiк пластинкаларын қолданылады, және де бiр мұндай пластинкада кемiнде 500 мың транзисторлар қалыптасады.Транзистор құрылымдары әртүрлi түр бола алады. Сигналдың аласа деңгейi бар төмен жиiлiктi схемалары үшiн транзисторлар (нүкте - эмиттер, сақина - базасы) нүктелiк - сақиналық кескiндердi жиi алады. Бұл жағдайда және көп төмен жиiлiктi түрлердiң транзисторларындағы қарсы - тарақты құрылымды жиiрек қолданылады. Тiстердiң арасындағы бұл кең аралықтары бар сияқты екi тарақтар тiстердiң арасындағы бiреуiн кiрлердi тiстер басқаның бет орналасқан. Солардың бiрi эмиттер болып табылады, басқа - базасы. Базасы эмиттердi әрдайым толық қамтиды. Негiзгi тарақтың бiр бөлiгi тоқ бiр қалыпты үлестiретiн тоқ шинасымен қызмет көрсетедi барлық эмиттер тiстерi дегенмен бiрдей жылжуларды алады және бiрдей тоқтарды бередi. Тоқтың салдарынан жергiлiктi өсiп келе жатуын жылжуды жергiлiктi бiртектi еместiкке нүктелiк қызып кетуге келтiре алған күштi дәл құралдар үшiн бұл өте маңызды. Транзисторлардағы өткелдiң температурасы нормалы жұмыс тәртiбiнде болуы керек пе? 150 болғанда ма? Құрал өзгереуге параметрiң барасың, және схеманың жұмысын бұзады ), қуатты транзисторларда сондықтан ол аудандардыңның барлық бойынша тоқтың бiр қалыпты үлестiрiлуi дегенiне жетуге керек. Күштi дәл құрылымдар өзара тоқ кез келген дерлiк сөздiк емес мәлiметi және өздiң сөзi екiлiк ауыстырып қосу үшiн құрылымдармен өзгере алуға бiрлескен (Зубцовтың тобы, немесе аз транзисторлар) секцияларға жиi бөледi. Коллектордың тоқтың импульсi уақытқа қайсiбiр қанығуға жету үшiн осылай ету мүмкiн коллектордың тоқтың импульсi уақытқа қайсiбiр қанығуға жету үшiн осылай ету мүмкiн схема тиiстi түрмен есептеп. Коллектор өткелiнде бұл кернеуде, номиналды тең номиналды тең 5, бiрнеше оныншы вольттерге дейiн құлайды. Транзистор қашан жабулы күйге көшедi, бұл кернеу бұрынғы мәнге қайтарылады. Сайып келгенде, транзисторда екi күйлерде болады - логикалық ауыстырып қосуды тiлде 0 және 1 сәйкес келетiнi ашық және жабулы. Мұндай екiлiк цифрларға тiлге кез келген мәлiмет ауыстыра алады, ғарыштан суреттерi, телефон әңгiмесi, коммерциялық мәмiленiң шарты жеке алғанда.Коллектордың төңiрегiдегiн тоқтың импульсi және базасының уақытына заряд жинақталады. Транзистор үлкен кернеудi өз жабулы күйiне қайтып келу үшiнжиналған заряд айығуы керек. Бiраздағы алтынның атомдары - Мұндай процесстiң үдеулерi үшiн рекомбинацияның орталарын ендiредi, қай мол электрондар және тесiктердiң рекомбинацияларын жеңiлдетедi,- деп әдетте. Дұрыс жобалы транзисторда наносекундтер жабулы күйге ауыстырып қосуды заман бiрнеше шамасында жете алады. Мұндай жылдамдық аз кедергiсi бар цифрларға переключенияшинами үшiн транзисторлардың қолдануы кең мүмкiншiлiктiң көзiн табады.Диапазон үшiн транзисторлардағы аса жоғары жиiлiк - басқа қиындықтар. Олардың максимал жұмыс жиiлiгi (өткелдердiң заряды кернеуден тәуелдi болатындығы, ол) эмиттер және коллектор өткелдерiн зарядтау үшiн керек болатын тоқтауды уақытпен шектеледi. Бұл уақыттар минимумға эмиттердiң ауданының шегiне дейiн кiшiрейтiп түйiстiруге болады. Тек қана шеттегi эмиттердiң бiр бөлiгi, тiстер тиiмдi жұмыс iстеп iстейтiндiгi жiп-жiңiшке; қатарында бiрақ керек тоқты алынғандай етiп үлкейтедi. Типтi жоғары жиiлiктi эмиттердiң тiсiнiң енi тiстердiң арасындағы 1 2 мкм, және осындай аралықтарды құрайды. Базасы 0, 1 0, 2 мкм жуандықты әдетте алады. Зарядтың тасымалдауын уақытты жоғары 2000 мгц жиiлiкте анықтайтын мiнездеме базасы арқылы ендi болып табылмайды - тасымалдауды уақыт сонымен бiрге айтарлықтай коллектордың облысы арқылы; бұл параметр дегенмен коллектордағы сыртқы кернеудi кiшiрейту тек қана жолымен кiшiрейтуге болады. 
 

Иондық имплантация.

СВЧ-ты жасау үшiн қажеттi базасының жуандығына бақылау қажеттi - транзисторлар иондық имплантацияның әдiсiмен iске асырудың сәтi түстi. Керек легирлеушi қоспаның иондары сызықты үдеткiштерде жылдамдатады және (бұл тереңдiк ионның түрi және үдеткiштiң кернеуiнен тәуелдi болады) бiрнеше шамасында оныншы микрометрлер (кремни ) жартылай өткiзгiшке тереңдiкке имплантация жасайды. Енгiзудi тереңдiктi және енгiзiлетiн қоспаны сан өте тура реттеу мүмкiн иондық шоқтың тоғы өлшей өте тура реттеу мүмкiн. Содан соң кремни радиациялық зақымдануларды жою үшiн күйдiрiп алады. Иондық имплантацияның процедурасын әдетте керек өткелдiң тереңдiгiнiң табысы үшiн диффузиялармен толықтырады. Иондық имплантация диффузиялық резисторлардың дәл құрастыруы үшiн сонымен бiрге интегралды ып-ыңғайлы. 

Екiлiк  ауыстырып қосу.Тиристорлар.

Кернеулермен  және керемет үлкен тоқтармен схемалар үшiн өте биiк тиристор деп аталатын жартылай өткiзгiш құралдар жасалған. Бiр тиристор кернеулерде 4000ге дейiн жұмыс iстей алады және тиристорлар 4000 А.Впреобразователяхқа дейiн тоқ миллион вольт ширекке және көп өлшеулi каскадтарда жалғастырады.

Тиристор npnның коллекторы бөлiк pnpның коллектор тиристордың бiр бөлiгi npnның базасы болып табылады орналасқан (npn және pnp) екi транзисторлардан тұрады - бөлiк - pnpның базасымен - бөлiк. Егер npnның базасына ептеген тоқ инжектировать - болса бөлiк болса, онда ол төте жылжуды эмиттер үшiн жасайды, және эмиттердiң тоғы пайда болады. Npnның коллекторымен - жиюлы бөлiктер бұл тоқ, pnpның базасының тоқ болып қалыптасады - бұл бөлiктiң эмиттерiнiң тоғы пайда қылатын бөлiк. Осылай тиристордың қосындысында болады. «Тұтқыр тоқ деп аталатын кейбiр табалдырықты деңгей ол тоқтың төмендеуiнде төменде сөндiрiледi. Егер эмиттердiң ауданын жасалсын үлкен жеткiлiктi, онда мол тоқтар оңай ауыстырып қосуға болады.Тиристорлар айнымалы тоқ тоқ мерзiмшең өткiзедi; тек қана симисторды өнертабыспен электр қозғағыштарының реттеуiштерi үшiн айнымалы тоқтың осы жартылай өткiзгiш ауыстырып қосқышы пайда болды, реттеуiш тағы басқа құрылымдарды жарықтық. Симистор екi iстелiнген параллель қосылған тиристорлардың бiр кремилiк пластинкаларында тұрады, бiрақ. Тиристорлардың бiрлерi бiр жартылай периодтағы тоқ өткiзедi, басқа – келесi. Симистордың қосындылары үшiн бағдарлаушы электрод ескерiледi. Тоқ үзу керек оны өшiрсiн үзу керегу үшiн. Симисторларды қызықты ерекшелiк олар кез келген бағыттың ЄдЄлары өткiзетiн және оң, немесе терiс бағдарлаушы сигналмен де ауыстырып қоса алатын болып табылады. 

Фототранзистор.

Транзисторға қашан жарық құлайды үлкен энергия жеткiлiктi, яғни аз толқын ұзындығы, онда жеткiлiктi электронды-көп тесiктi буларды босайды. Рекомбинируют олар нормалы шарттардағы және жоғалады. Егер булар p-nдар осы маңай пайда болса - керi қызметтен алуды кернеуi бар өткел болса, бiрақ, олар өткелдiң төңiрегiдегi сiңiре алады. Сақтаушылардың бiрлерi өткел бар кернеумен сонда оның қабiлеттiлiгiн шапшаңдатуға соқтығысу процесстерiндегi қосымша зарядтар босатуға алатын бола алады. Nның материалында - түр тесiк, pның материалында үдейдi - түр - зарядтар электрон. тоқ өткел арқылы алып жүрiп, ол пайда болатындығы және сыртқы шынжырда, яғни жарық электр тогiне өзгертедi. 

Дала  транзисторлары.

1930 Лилиенфельдке әлi өткiзу қабiлетiмен шалағай жартылай өткiзгiш материалда қабаттай басқаруға талпынысты iстедi. 1948 Шокли және Пирсонға арқасында шалағай дала эффектiнiң тоқтарын басқару туралы мөрлерде хабарлады. Басында 1960-шi жылдар бiрақ тек қана (металл - оксид - жартылай өткiзгiш) iс жүзiнде жарамды Моп пайда болды. Екi полярлық кремилiк транзистордан айырмашылыққа, Моп бiр полюсты болып табылады, яғни негiзгi сақтаушыларды басқаруда негiзделгеннiң оның әсерi. Шалағай да, көлемдi де бiр полюсты дала транзисторының әрекет ету қағидаты айтамыз.