Омическим контактом

Полевые транзисторы выполняют на основе пластины из полупроводникового материала с двумя р—n-переходами и тремя омическими контактами в каждой из областей с различными типами проводимости. 'Структура полевого транзистора представлена на 7.6, а схема его включения на 7.7. Область с управляемыми сечением и толщиной называется каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвора^. Регулирование величины тока, протекающего через транзистор (ток стока /с), осуществляется с помощью поперечного электрического поля, создаваемого напряжением поля, приложенным к затвору.

В качестве резисторов ИС часто используются слои п- или р-типа между двумя омическими контактами (соответственно коллекторная или базовая области на 5.3). Сопротивление таких резисторов зависит от электропро-

Большинство полупроводниковых диодов имеет один электронно-дырочный переход (n-p-переход) с двумя омическими контактами, при помощи которых диод соединяют с внешней цепью. Диоды с очень малой площадью куполообразного перехода (до 20 мкм*) называются точечными, диоды с площадью плоского перехода такого же порядка —• микроплоскостными, а диоды с большой площадью плоского перехода — плоскостными.

Полевой транзистор состоит из п- или р-полупроводника с двумя омическими контактами — истоком и стоком — и

Проведем расчет тока Холла. Пусть прямоугольный полупроводниковый образец р-типа с омическими контактами на торцевых гранях помещен в магнитное поле с индукцией В ( 2.14). Размеры образца вдоль осей х, у и z обозначим соответственно а, Ь и ш; координаты граней образца: х=±а/2; y=±b/2; z = ±w/2. Магнитное поле направлено вдоль оси г; по образцу течет ток 1Х, обусловленный внешним источником тока.

Под омическим контактом понимают контакт металл — полупроводник, обладающий линейной вольт-амперной характеристикой, в котором не происходит инжекции неосновных носителей. Омическими контактами обеспечивается каждый полупроводниковый прибор или ИМС для осуществления электрической связи между их элементами и внешней цепью.

Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя омическими контактами (омическим называют контакт металла с полупроводником, не обладающий выпрямляющим свойством), к которым присоединяются два вывода.

которого сформированы области, эквивалентные элементам электрической схемы, изоляции и межсоединения. В качестве полупроводника обычно используют кремний, он является несущей частью конструкции и называется подложкой. Пример структуры полупроводниковой ИМС с омическими контактами 1—5 и ее эквивалентная схема показаны на 17.33, а, б. Изготовляют полупроводниковые ИМС групповым методом, при котором одновременно создается большое число микросхем. Так, на одной пластине диаметром 76 мм можно разместить до 5000 электронных микросхем, каждая из которых может содержать от 10 до 20000 электронных элементов. В перспективе диаметр пластин предполагают увеличить до 100 мм и более и разместить на них до нескольких миллионов элементов.

Аналогично формируют эмиттерные области п+-типа, которые служат эмиттерами транзисторов, катодами диодов, нижними обкладками конденсаторов и омическими контактами к коллекторным областям ( 3.17к, л). В этом случае используют фосфор, а диффузию в основном проводят в одну стадию при температуре около 1'ЮО°'С в течение ilO—20 мин. Затем поверхность пластины окисляют в парах воды при Г«1ЮО°С.

На 12.7 показаны устройство фоторезистора и схема его-включения. Чувствительный элемент фоторезистора представляет собой брусок или пленку монокристаллического или поликристаллического полупроводника с двумя омическими контактами. Он подключается к источнику смещения V0 через нагрузочное сопротивление /?н. Толщина чувствительного элемента должна быть достаточно большой, чтобы в нем поглощался практически весь свет W0 (1 — г), прошедший через освещенную поверхность (W0 — мощность падающего света; г — коэффициент отражения поверхности).. Это требование легко выполнить для собственных фоторезисторов. и часто трудно выполнить для примесных. Если оно выполнено, то< число носителей (или пар носителей при собственном поглощении),. генерируемых светом в единицу времени в чувствительном элементе при К < Яшах, будет равно

Полупроводниковый диод - это полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя омическими контактами (омическим называют контакт металла с полупроводником, не обладающий выпрямляющим свойством), к которым присоединяются два вывода.

внешней стороны имеет наконечник, а с внутренней — чашечку 4 для соединения с омическим контактом вентильного элемента. Крышка корпуса б с жестко закрепленным изолятором 3 и вспомогательной трубкой 2 завальцрвывает-ся на основании при окончательном монтаже.

Закон распределения электрического потенциала в полубесконечном однородном образце с круглым плоским омическим контактом радиусом л0 можно найти решив уравнение Лапласа, аналогично тому, как это было сделано для структуры с полусферическим контактом. Сопротивление растекания такой структуры

Проанализируем частные случаи, для которых величина vm выражается более простыми формулами. Если принять, что скорость поверхностной рекомбинации бесконечно велика на гранях х=+а, что обычно реализуется на границе с омическим контактом, и равна нулю на других плоскостях, то

Под омическим контактом понимают контакт металл — полупроводник, обладающий линейной вольт-амперной характеристикой, в котором не происходит инжекции неосновных носителей. Омическими контактами обеспечивается каждый полупроводниковый прибор или ИМС для осуществления электрической связи между их элементами и внешней цепью.

Для измерения эффекта бокового затвора используют тестовую структуру ( 5.7). Она содержит МЕП-транзистор, вблизи истоко-вой области И которого на расстоянии LKH расположена дополнительная область л+-типа с омическим контактом К, играющим роль бокового затвора. В кристалле микросхемы такая п+-область может быть истоковой или стоковой областью соседнего транзистора. Это может быть область n-типа, в которой создается диод Шотки, резистор и т. д. Затвор 3 транзистора обычно соединяют с заземленным истоком, а на сток С подают постоянное положительное напряжение, превышающее напряжение насыщения: ?/си > t/синас- Далее измеряют зависимость тока стока /с от напряжения на боковом контакте t/ки относительно истока.

Конструктивно биполярный транзистор представляет собой пластину монокристалла полупроводника с электропроводностью р- или п-типа, пс обеим сторонам которой вплавлены (или внесены другим образом) полупроводники, обладающие другим типом электропроводности. На границе раздела областей с разным типом электропроводности образуются р-п- или п-р-переходы. Каждая из областей, называемых эл'.иттерам 1, коллектором 2 и базой 3, снабжается омическим контактом, от которого делается вывод Э, К и Б соответственно ( 17.1). Транзистор укрепляют на кристал-лодержателе и помещают в герметизированный корпус, в дно которого через стеклянные изоляторы проходят выводы. Корпус мэжет быть металлическим, пластмассовым или стеклянным. 17.1

Для уменьшения емкости р-л-перехода в высокочастотных диффузионных диодах используется мезаструктура ( 3.1, д), получаемая методом глубоко химического травления. В результате первой общей диффузии создается л+-5ьслой в кристалле n-типа. После второй общей диффузии, формирующей р-слой в кристалле кремния, образования омического контакта и защиты отдельных участков кристалла через маску осуществляется травление поверхности его незащищенных участков. В результате р-п-пере-ход остается только на небольших участках кристалла под омическим контактом. Участки возвышаются над поверхностью кристалла в виде стола (меза—по испански). Диаметр p-n-перехода после травления уменьшается до нескольких десятков микрометров.

генидные стекла («ф>2). Высокий коэффициент преломления, большое удельное сопротивление (р=1012-ИОи Ом-см), высокая пробивная напряженность электрического поля (ЕКр«80кВ/мм), широкий диапазон рабочих температур (—60+4-125 "С), высокая механическая прочность, хорошая адгезия к материалам светоизлучателя и фотоприемника и технологичность полимеров обусловили их широкое использование в оп-топарах. Халькогенидные стекла пока не обеспечивают устойчивость оптопар к термоциклическим нагрузкам (см. § 15.2). Распространенные в оптопарах светодиоды на арсениде галлия GaAs(Si) имеют КПД 6—8 % и внешний квантовый выход г]Св=0,07-;-0,09. Используются также светодиоды с предельно высоким коэффициентом инжекции гетероперехода (т!св=0,03ч-0,04) на соединении GaAlAs, а на высоких частотах входных сигналов (^пер«20нс)—светодиоды с двойной re-тероструктурой GaAlAs (т]Св=0,02-нО,03). Светодиод ( 7.44, а) имеет кольцевую излучающую область с расположенным в центре и вынесенным из активной области излучения омическим контактом. В такой конструкции при минимальной площади свечения светодиода уменьшаются потери энергии излучения из-за затенения и краевых эффектов, снижаются требования к точности взаимного расположения светодиода и фотоприемника.

Конструктивно биполярный транзистор представляет собой пластину монокристалла полупроводника с электропроводностью р- или п-типа, по обеим сторонам которой вплавлены (или внесены другим образом) полупроводники, обладающие другим типом электропроводности. На границе раздела областей с разным типом электропроводности образуются р-п- или n-p-переходы. Каждая из областей, называемых эмиттером 1, коллектором 2 и базой 3, снабжается омическим контактом, от которого делается вывод Э, К и Б соответственно ( 1.25}. База биполярного транзистора - средняя область в p-n-р (или п-р-п) структуре, характеризуется наименьшей концентрацией примесей, посредством омического контакта соединена с выводом, называемым базой (Б). Эмиттер - крайняя область в p-n-р (или n-p-п) структуре биполярного транзистора, используемая для инжекции (впрыскивания) носителей в область базы, посредством омического контакта соединена с выводом, называемым эмиттер (Э). Коллектор - крайняя область в p-n-р (или n-p-п) структуре биполярного транзистора, используемая для экстракции (втягивания) носителей из области базы; посредством омического контакта соединена с выводом, называемым коллектор (К). Транзистор укрепляют на кристаллодержателе и помещают в герметизированный корпус, в дно которого через стеклянные изоляторы

1.3. Низкоомные универсальные омические контакты, созданные на основе использования свойств локализованных состояний в аморфном полупроводнике: а — схема, объясняющая принцип действия с мозаичным р+/«+-омическим контактом [ 24]; б ~ предлагаемый реальный универсальный омический контакт на основе аморфного полупроводника

Для КДМП, обозначенного а-p-n +-диод, эпитаксиальные слои р~ на п* сначала подвергались мезатравлению с целью изоляции отдельных диодов. Затем для получения слоя диоксида кремния толщиной 4000 А проводилось окисление при 1100 °С. Для БДШ, обозначенного как а-«-и+-диод, первой стадией изготовления было термическое окисление, за которым следовало образование селективно легированных диффузией бора областей р*-типа с поверхностной концентрацией бора 5 • 10'8 см"3 и глубиной 1 мкм. Эта легированные области окружали активные области. Для создания слоя с хорошим омическим контактом с обратной стороны подложки обоих диодов диффузионным путем наносился фосфор. После того, как на диоксиде кремния были выделены для активных областей квадратные окошки 5x5 мм2, наносился аморфный сплав Si-Ge-B при следующих соотношениях расходов реагирующих газов: GeH4/(SiH4 + GeH4) - 2 • 10"2 и B2H6/(SiH4 + + GeH4) = I • Ю~2. Далее проводилось последовательное напыление слоя алюминия толщиной 500 А и никеля толщиной 3000 А. После создания металлических электродов обычным фотолитографическим способом аморфный сплав стравливался в плазме в смеси газов тетрафторид уг-