Структуру протекает

Пусть, например, требуется сформировать 1 структуру, показанную на 2.22, а. Для этого необходимы две фотолитографии: одна определяет границы р-слоя 1, а другая — границы контактного отверстия 2 на топологическом рисунке. Если при второй фотолитографии рисунок шаблона точно совмещен с рисунком области / на пластине, то взаимное расположение областей будет таким, как на 2.22, б. При плохом совмещении ( 2.22, в) область 2 может выйти за границы области / и структура будет неработоспособна, так как получится контакт и к /э-области, и подложке. Чтобы этого не произошло, расстояние между краями областей / и 2 должно быть не менее допуска на совмещение 6(L12>6). Таким образом, точность 2.22 совмещения б, как и разрешающая способность

6.10, б), но это увеличивает площадь. При ширине проводника и расстоянии между витками 30 ... 50 мкм удельная индуктивность 10 ... 20 нГн/мма. Элементы с индуктивностью 0,1 ... 1 нГн, необходимые в СВ Ч-микросхемах, имеют кольцевую структуру, показанную на 6.10, в. Индуктивность, имеющая размерность нГн, L « 0,6 х xD [In (4nD/W)—2], где? и W выражаются в миллиметрах. Необходимо, чтобы длина проводника, образующего виток, была много меньше длины волны (я?> < 0,1 А,). Например, при D = 200 мкм, W = = 20 мкм получим L=0,3 нГн. Из-за большой длины проводника, образующего кольцо (или спираль), его сопротивление велико, поэтому снижается добротность Q = 4it/L/?>. Для проводника с /?сл = = 0,02 Ом/П имеем г = 0,63 Ом и Q = 3 при / = 1 ГГц.

ных р-п переходов, т. е. уменьшать площадь пассивной базы. Указанные рекомендации невозможно выполнить, используя структуру, показанную на 7.20. В связи с этим было предложено большое число принципиально новых структур элементов И2Л с повышенным быстродействием, основные из которых рассмотрены ниже.

Поэтому искомая обратная схема имеет структуру, показанную на 10.7, б.

Последовательно включенным элементам исходной схемы соответствуют параллельно включенные обратные элементы обратной схемы. Поэтому искомая обратная схема имеет структуру, показанную на 13.7, б.

Как уже указывалось, тонкопленочные структуры позволяют создавать приборы с разнообразными нелинейными ВАХ. В качестве примера рассмотрим пятислойную МДМДМ-структуру, показанную на 10.10, а. В этой структуре первая диэлектрическая пленка между электродами М+ и Мг делается достаточно тонкой для обеспечения туннелирования сквозь нее фермиевских электронов, инжектируемых из первого металла. Она играет роль эмиттерного перехода транзистора. Вторая диэлектрическая пленка берется значительно толще с тем, чтобы электроны могли проходить через нее только вследствие надбарьерной инжекции. При приложении к ней смещения и в отсутствие смещения на эмиттерной пленке ток между электродами М% и М3 может быть поэтому весьма малым. Эта пленка играет роль коллекторного перехода. Ток через пленку Дг можно увеличить, подав соответствующее смещение на эмиттерную пленку Мг ( 10.10, б). Если толщина базы (металлической пленки А12) мала по сравнению с длиной свободного пробега электронов, инжектируемых в нее через эмиттерную пленку, то ток коллектора (пленки Д2) можно сделать почти равным току эмиттера, т. е. сделать коэффициент усиления по току в схеме с общей базой близким к 1.

сброса I? и тактового запуска С. В микросхемах ТМ8 число триггеров четыре, у каждого есть выходы Q и Q. Микросхемы ТМЭ содержат шесть D-триггеров, у которых только один выход Q. Микросхема ТМ8 имеет структуру, показанную на 1.57, а. Ее цоколевка приведена на 1.57,6. Аналогичные изображения для микросхемы ТМ9 даны на 1 57, в, г. Режимы работы триггеров в микросхемах ТМ8 и ТМЭ соответствуют табл. 1.24 {напомним, что триггер из ТМЭ выходов Q не имеет) Сброс всех триггеров в состояние Qn=H произойдет, когда на вход асинхронного сброса R будет подано напряжение низкого уровня

Для низковольтных мощных МДП-транзисторов используют как уже упоминавшуюся горизонтальную ОМДП-структуру, так и более совершенную UМДП-структуру, показанную на 2.17. В данной ячейке затвор помещается в «канавку» (английский термин — trench). Это позволяет в несколько раз увеличить плотность размещения каналов и резко снизить остаточное сопротивление за счет еще большего уменьшения толщины эпитаксиального слоя (по сравнению с УМДП-структурой) и исключения паразитного промежутка между р-областями (по сравнению с ЭМДП-структурой).

Принимая все это во внимание, можно нарисовать гипотетическую зонную структуру, показанную на 2.4.7. Зонная структура представлена в грубом приближении, согласно которому средняя ширина запрещенной зоны сильно разупорядоченных участков Si:H равна 1,8 эВ, а чистого Si-1,1 эВ. На 2.4.8, а изображена схема возможной структуры пленок a-Si:H. На этом же рисунке показано обусловленное флук-туациями концентрации водорода локальное изменение ширины запрещенной зоны в сильно разупорядоченной области Si:H с размерностью, меньше трех. Во избежание загромождения рисунка хвосты плотности состояний, обусловленные отсутствием дальнего порядка (т.е. так называемой локализацией Андерсона), показаны пунктиром. Как следует из измерений термо-э.д.с. [149], в пленках и-типа уровень Ферми в областях чистого a-Si лежит в верхней части запрещенной зоны, а в силь-

Принимая все это во внимание, можно нарисовать гипотетическую зонную структуру, показанную на 2.4.7. Зонная структура представлена в грубом приближении, согласно которому средняя ширина запрещенной зоны сильно разупорядоченных участков Si:H равна 1,8 эВ, а чистого Si-1,1 эВ. На 2.4.8, а изображена схема возможной структуры пленок a-Si:H. На этом же рисунке показано обусловленное флук-туациями концентрации водорода локальное изменение ширины запрещенной зоны в сильно разупорядоченной области Si:H с размерностью, меньше трех. Во избежание загромождения рисунка хвосты плотности состояний, обусловленные отсутствием дальнего порядка (т.е. так называемой локализацией Андерсона), показаны пунктиром. Как следует из измерений термо-э.д.с. [149], в пленках и-типа уровень Ферми в областях чистого a-Si лежит в верхней части запрещенной зоны, а в силь-

Все существующие на сегодняшний день программно-аппаратные средства создания приложений имеют общую структуру, показанную на 1.1.

При малых уровнях напряжения через структуру протекает небольшой по величине анодный ток, который по существу является тепловым и вызывается перемещением неосновных носителей заряда через обратносмещенный переход 2 (по аналогии с диодом 2 на 6.2,6) .С определенной достоверностью можно считать, что к этому переходу приложено почти все напряжение питания, поскольку падения напряжения на других элементах схемы ничтожно малы. Последующее повышение напряжения приводит лишь к незначительному росту сквозного тока через обратносмещенный переход 2. Этому случаю соответствует участок 1 вольт-амперной характеристики тиристора ( 6.3) .аналогичный обратной ветви ВАХ диода.

При подаче на р-n-p-n структуру обратного напряжения центральный р-n переход П2 смещается в прямом направлении, а анодный П1 и катодный ПЗ переходы—в обратном направлении ( 3.11). Через структуру протекает обратный ток утечки /Обр.

При анализе переходного процесса выключения управляющим током воспользуемся схемой замещения тиристора двумя транзисторами ( 3.71). Через структуру протекает прямой ток /а=?'а//?а. В момент 10 в управляющий электрод задается выключающий ток управления /у,3. Диаграммы изменения тока во время переходного процесса выключения, а также динамика изменения зарядов в базах тиристора представлены на 3.72, а, б. До начала переходного процесса выключения тиристора (до момента tu) оба транзистора р-п-р-п структуры насыщены, Полагаем, что генератор импульсов управления работает в режиме источника тока, т. е. Ry много больше входного сопротивления тиристора. Управляющий сигнал представляет собой импульс прямоугольной формы амплитудой /у,3.

Если поверхность полупроводника очистить, например, химическим травлением, а затем нанести на нее металлическую пленку, например, методом вакуумного напыления, то мы получим контакт «металл — полупроводник». При использовании в качестве полупроводника кремния или GaAs вольт-амперная характеристика такой структуры имеет выпрямляющий вид, т. е. при одной полярности приложенного напряжения через структуру протекает электрический ток, а при другой полярности тока почти нет. Такой контакт «металл — полупроводник» называется контактом Шоттки. С другой стороны, если изготовить контакт «металл — полупроводник», у которого поверхность кремния или GaAs специально обработана методом шероховатой шлифовки, то ток через такую структуру пропорционален приложенному напряжению любой полярности. Такой контакт называется омическим. Оба типа контакта «металл — полупроводник» широко используются в СБИС.

миниевом электроде ток увеличивается от напряжения по экспоненциальной зависимости. При отрицательной полярности напряжения через структуру протекает крайне малый постоянный по величине ток, не зависящий от напряжения. Направление протекания большой величины тока называется прямым, а противоположное направление — обратным. Аналогично различают прямое и обратное электрическое смещение по напряжению.

Итак, при приложении к металлу отрицательного напряжении через структуру протекает крайне малый ток насыщения, а при приложении положительного напряжения протекает большой ток, пропорциональный exp (qV/kT).

«ую характеристику, не зависящую от полярности приложенного напряжения. Существует 2 способа формирования омических контактов: 1) образование множества дефектов кристаллической решетки путем шлифования поверхности полупроводника; 2) формирование на поверхности полупроводника тонкого слоя с высокой концентрацией примеси. Первый из двух указанных способов основан на том, что через структуру протекает генерационно-рекомбинационный ток (см. раздел .2.3). При втором способе преобладает туннельный ток. Важной характеристикой омического контакта является величина его электрического сопротивления. При изготовлении быстродействующих БИС необходимо получить крайне малую величину сопротивления омических контактов схемы.

Концентрация (объемная или поверхностная) электронов под затвором при нулевом напряжении на затворе определяется величиной работы выхода электронов из металла затвора, плотностью заряда в окисном слое и плотностью заряда на границе раздела кремний — окисный слой. Если под действием этих параметров при нулевом напряжении затвора между истоком и стоком образуется инверсный слой, то через структуру протекает ток стока и транзистор открыт. В этом состоянии приложением отрицательного напряжения к затвору транзистора можно управлять током стока. Такой режим работы МОП-транзисторов называется режимом обеднения. С другой стороны, если при нулевом напряжении затвора инверсный слой под затвором не образуется, промежуток между истоком и стоком изолирован подложкой р-типа и транзистор закрыт. При подаче положительного напряжения на затвор под ним образуется инверсный

Из этого выражения ясен физический смысл величины W — это напряжение затвора, при котором через канал начинает протекать ток стока. Формула (3.105) справедлива только при условии, когда VG—Ут>0. Очевидно, что если Va—VT<0, то /D = 0. Поэтому величина Ут называется пороговым напряжением. Если Vt>0, to при Vg = 0, ток стока становится равным нулю (/d = 0), что соответствует режиму обогащения МОП-транзистора. При Ут<0 и Va = 0 через структуру протекает ток стока определенной величины, и МОП-транзистор работает в режиме обеднения.

При использовании ЗШП-транзистора в качестве цифрового элемента необходимо знать напряжение отсечки Vp. Величину У-р определяют экспериментально, измеряя зависимость между У/d sat и Vo, как следует из формулы (3.131). Для численного расчета УР необходимо определить величину Nd-a2. Если напряжение Vp отрицательно и при Vg = 0 через структуру протекает ток стока, то такой прибор называется ЗШП-транзисто-ром, работающим в режиме обеднения. При положительном Vp и отсутствии тока стока при ^0 = 0 ЗШП-транзистор работает в режиме обогащения. В этом случае ток стока появляется при положительном напряжении на затворе. ЗШП-транзистор, работающий в режиме обеднения, называется нормально открытым транзистором или транзистором D-типа. Режим обогащения соответствует нормально закрытому транзистору (Е-типа).