Технология изготовления биполярных транзисторов

При изготовлении биполярных транзисторов используют различные технологии выполнения p-n-переходов. Вот как, например, может быть изготовлен транзистор методом вплавления (рис.1.14, а). Базой транзистора служит пластинка германия (или кремния) n-типа, на которую с двух сторон наплавляют капли акцепторной примеси, например индия. В приграничных слоях между германием и индием образуются p-области, представляющие эмиттер и коллектор, расстояние между которыми (толщина базы) должно быть очень маленьким (не больше нескольких микрометров). Кроме того, концентрация атомов примеси в области базы должна быть во много раз ниже, чем в области эмиттера. Это условие очень важно для работы транзистора.

Рис. 1.14. Устройство биполярного транзистора:

а — сплавного; б — планарно-диффузионного

Более совершенным является диффузионный метод изготовления транзисторов, при котором в пластинке кремния n-типа (рис.1.14, б) с помощью фотолитографии вытравливают окна и подвергают ее воздействию борной кислоты. Бор диффундирует в кремний на глубину нескольких микрометров, создавая в окне слой p-типа — базу будущей транзисторной структуры. Затем подобным же образом с помощью пятиокиси фосфора производят диффузию донорной примеси, образуя во внутренней части окна эмиттерную область проводимости n⁺-типа с повышенной концентрацией примеси.

Коллектором в такой n-p-n-структуре служит исходная пластинка кремния n-типа, а ее нижний слой с повышенной концентрацией доноров (n⁺) обеспечивает пониженное электрическое сопротивление коллектора, что важно для снижения нагрева транзистора протекающим через него током, особенно у мощных транзисторов.

Транзистор является основным элементом в интегральных микросхемах. Даже диоды, если они нужны в соответствии с электрической схемой, выполняют на основе транзисторов (используют либо база—эмиттерный переход, либо база—коллекторный, либо оба перехода вместе). Особенности технологии выполнения транзисторов в интегральной схемотехнике будут рассмотрены в разделе «Основы микроэлектроники».