Диод Шотки и транзистор с диодом Шотки.

Для быстродействующих ИС применение диодов на основе p–n перехода недостаточно эффективно, из–за сравнительно большого времени переключения. В этом случае используют диод Шотки, конструкции планарных диодов с барьером Шотки представлены на рис. 10.

Диоды Шотки получают, нанося металл непосредственно на полупроводник, легированный донорной примесью. При равномерном легировании эпитаксиального слоя степень легирования должна быть достаточно низкой, чтобы барьер не оказался проницаемым для туннелирующих электронов. На практике концентрация легирующей примеси для диодов Шотки на должна превышать 10¹⁷ см^–3. Наиболее часто в качестве металла для создания металлизации используют алюминий, который может служить для создания диодов Шотки. Высота барьера для такого диода составляет примерно 0,7 В, но воспроизводимость параметров таких диодов достаточно низкая. Для улучшения параметров диода Шотки используют сплав платины и никеля, который образует силицидный слой при взаимодействии с кремнием. Меняя соотношение между никелем и платиной, можно получить высоту барьера от 0,64 до 0,84 эВ. Диоды Шотки с малой высотой барьера можно получить при использовании титана и вольфрама (соответственно 0,53 и 0,59 эВ).

Вторая трудность при создании диодов Шотки является возникновение сильных электрических полей на краях контакта металл–полупроводник, приводящих к пробою диода. Для предотвращения пробоя применяют следующие конструкции:

– по периметру контакта металл–полупроводник формируют сильно легированную p⁺–область, так называемое охранное кольцо (рис. 10,а);

– по периметру контакта Шотки образуют тонкую диэлектрическую прокладку из SiO₂ толщиной 0,1 мкм (рис. 10, б);

Скорость переключения транзисторов, работающих в ключевом режиме, ограничена временем рассасывания избыточного объемного заряда, накапливающегося в областях базы и коллектора. Для уменьшения этого времени в интегральных транзисторах используют транзисторы с диодом Шотки. В этом случае диод Шотки шунтируют коллекторный переход транзистора. На рис. 11 приведены различные конструкции транзисторов с диодом Шотки. В этих конструкциях алюминиевая металлизация обеспечивает контакт с p–областью базы и n–областью коллекторного слоя. На первый взгляд, коллектор оказывается закороченным на базу. На самом деле алюминий образует с p–областью базы невыпрямляющий омический контакт, а с n–слоем коллектора выпрямляющий контакт Шотки. Аналогичные конструкции можно применять для многоэмиттерных транзисторов. В этих случаях увеличивается степень интеграции микросхем, и уменьшается время переключения транзистора из открытого в закрытое состояние в 1,5…2 раза, по сравнению с обычными транзисторами.