Металл, диэлектрик, полупроводник-транзисторы

МДП-транзисторыимеют относительно простую конструкцию, не требуют дополнительной изоляции в схеме и имеют меньшие по сравнению с биполярными транзисторами размеры, что позволяет повысить степень интеграции. В современных ИС обычно применяют МДП-транзисторы с индуцированным каналом n-типа и поликремневым затвором (рис. 1.11).

Рис. 1.11

Транзисторы формируются на кремневой подложке р-типа. Соседние транзисторы разделяются слоями толстого оксида, под которыми расположены сильно легированные р⁺-области, необходимые для исключения возможности возникновения паразитных n-каналов, соединяющих n⁺-области соседних транзисторных структур. Длина канала в транзисторах СБИС составляет 0,2–1,0 мкм. Чтобы уменьшить пороговое напряжение, увеличивают концентрацию примесей в области, расположенной между истоком и стоком, в которой индуцируется канал. Толщина подзатворного диэлектрика составляет 0,02–0,1 мкм, толщина поликристаллического кремния не превышает 0,5 мкм, а толщина защитного окисла составляет примерно 1 мкм. Выводы от истока и стока осуществляются через окна в пленке Si02, вывод от поликремниевого затвора также осуществляется через контактные окна, но за пределами МДП-структуры.

Комплементарные МДП-структуры (КМДП) представляют собой сочетание транзисторов с каналами n- и p-типа, соединенных последовательно. В такой структуре транзистор с каналом n-типа формируется непосредственно на кремниевой подложке р-типа, а транзистор с каналом р-типа – в специальном кармане n-типа. В целях повышения степени интеграции разработаны опытные образцы двухслойных КМДП-структур. В такой структуре на подложке р-типа создается обычный транзистор с n-каналом и поликремниевым затвором, а над n-канальным транзистором создается пленка отожженного поликремния, по своим свойствам приближающаяся к монокристаллу, в которой формируется транзистор с каналом р-типа. Оба транзистора имеют общий поликремниевый затвор. Созданная таким способом комплементарная пара вместе с соединениями занимает такую же площадь, как один транзистор с каналом n-типа.