Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Транзисторы с металлической и проницаемой базами





Технология КНД, несмотря на высокие характеристики имеет и определенные недостатки, которые не обеспечивают ей положение абсолютной технологии. К таким недостаткам следует отнести вопросы по созданию усовершенствованных трехмерных структур ИМС и ограничения по использованию других материалов. Поэтому исследователями продолжаются разработки иных технологий, среди которых существенную роль играет рассмотренная выше технология МЛЭ для материалов типа A3B5, A2B6, SiC (карбид кремния) и т.д. Данное направление в технологии обеспечило изготовление тестовых МДПТ структур с предельными частотами переключения от 1,5 до 2ГГц при комнатной температуре и напряжении питания 3В.

Вышеуказанные технологии МЛЭ стали также основой для формирования транзисторов с металлической (ТМБ) и проницаемой (ТПБ) базами. Структура ТМБ представляет собой структуру обычного БТ, у которого слой полупроводниковой базы заменен на тонкий слой металла. В таком транзисторе тонкая металлическая база отделена от полупроводниковых эмиттера и коллектора барьерами Шоттки. Это обеспечивает, при той же геометрии, гораздо меньшее сопротивление для ТМБ по сравнению с БТ. ТМБ, будучи прибором на основных носителях, имеет низкое значение диффузионной емкости перехода эмиттер-база в следствие отсутствия инжекции неосновных носителей. Поэтому постоянная времени, которая ограничивает скорость переключения, пренебрежимо мала в ТМБ по сравнению с БТ. По сути ТМБ – униполярный транзистор.

Быстродействие ТМБ ограничено временем пролета электронов через базу, которое для кремниевых ТМБ составляет порядка пикосекунды. При этом для обеспечения приемлемой величины коэффициента передачи тока необходимо иметь баллистический механизм переноса электронов через базу ТМБ. Термин баллистический происходит из аналогии, возникающей при движении снаряда, выпущенного из пушки: электрон пролетает базу без каких-либо столкновений. Данный механизм переноса носителей зарядов может быть реализован только в том случае, когда толщина металлической базы меньше, чем длина их свободного пробега.

Здесь следует отметить, что ТМБ имеют длительную историю, они известны с 60-х гг. Долгое время технологические трудности их создания перечеркивали все их достоинства. Выращивание высококачественных тонких слоев металла на полупроводниковой подложке и тем более слоя полупроводника на металле оказалось очень трудной задачей. В металлическом слое не удается добиться уменьшения рассеяния эмиттированных электронов, чтобы обеспечить достаточную эффективность их переноса через базу в коллектор. Кроме того, два включенных навстречу друг другу барьера Шоттки тоже снижают эту эффективность – из-за квантового отражения электронов барьером коллектор – база. Все эти трудности не привели к широкому применению транзисторов с металлической базой, хотя они и выпускались серийно, в том числе и в нашей стране.

В течение 80-х гг. были выполнены многочисленные исследования, направленные на создание подобных униполярных транзисторов на основе только полупроводников – без металлической базы. Однако высокое быстродействие с достаточно большим усилением так и не было достигнуто. Высокое легирование базы, необходимое для ее низкого поперечного сопротивления, приводило к сильному рассеянию инжектированных из эмиттера электронов. Поэтому, чтобы достигнуть достаточно высокой эффективности переноса тока через базу, необходимо снижать легирование базы, но это приводит к снижению быстродействия прибора, поскольку высокое поперечное сопротивление базы увеличивает ее RС- постоянную времени.

В настоящее время полученные успехи в области технологии МЛЭ и применение новых материалов для пленок базы позволяют получать ТМБ со следующими параметрами их структуры: коллектор на основе слоев n+-Si (толщиной 300 мкм, концентрацией легирующей примеси 1017 см-3) и n-Si (толщиной 0.5 мкм, ND =1014 см-3); база из CoSi2 (толщиной от 20 до 200 Ǻ), эмиттер, содержащий слои и n-Si (толщиной 0,16 мкм, ND от1015 до 1017см-3) и n+-Si (толщиной 1 мкм, ND =1019 см-3). Такие транзисторы могут иметь граничную частоту усиления порядка 100 ГГц.

Наряду с ТМБ успешно разрабатывается технология транзисторов с проницаемой базой (ТПБ). Идея этих транзисторов была высказана еще в 1952 г. Шокли как транзисторов с затвором в виде металлической сетки. Однако преодолеть трудности технологии их изготовления удалось лишь в 1979 г., получив работающую сетку в слое GaAs, который выполнял роль n-базы, заключенной между областями n+ типа (истоком или эмиттером и стоком или коллектором). В современных ТПМ в тонком слое базы таких транзисторов формируют сетку с размерами порядка сотен ангстрем за счет технологии островкового трехмерного роста специальных пленок типа CoSi2 (а не методами литографии). Граничная частота таких транзисторов с проницаемой базой зависит от геометрии и варьируется от 10 ГГц (толщина слоя CoSi2 равна 1000Ǻ, диаметр отверстий – 5000Ǻ) до 150 ГГц (толщина слоя равна 50Ǻ, диаметр отверстий – 250Ǻ).

Date: 2015-05-09; view: 1805; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию