За технологією виготовлення БТ поділяють на сплавні, дифузійні, ди-фузійно-сплавні (сплавно-дифузійні), планарні, мезапланарні, епітаксійно-мезапланарні (мезаепітаксійно-планарні), іонно-імплантаційні. Така кла-сифікація ґрунтується переважно на структурних особливостях БТ та осо-бливостях технологічних процесів створення р-п-переходів .

Транзистори старих розробок (50-х років) виготовлялися за сплавною технологією (див. рис. 2.10, б та 4.36, а). Такі транзистори є бездрейфо-вими. Ч транзистор великої площі (понад 0,1 см2) та з товщиною бази, меншою за 20...30мкм. Це обмежує допустимі струми колектора на рівні декількох десятків амперів. Граничні частоти таких транзисторів через велику тов-щину бази та в основному бездрейфовий характер руху носіїв не переви-щують Ю...20МГц. Недоліком сплавних транзисторів є також значний розкид параметрів та характеристик.

Сучасні БТ виготовляють на основі кремнію за дифузійною технологі-єю з використанням планарного процесу. Це дозволяє створювати дрей-фові транзистори з граничними частотами, що в десятки разів перевищу-ють ці параметри сплавних транзисторів. За методом дифузії базу можна сформувати дуже тонкою, в результаті чого коефіцієнти підсилення струму будуть значно вищими, ніж коефіцієнт сплавних пере-ходів. Важливим є і те, що за цим методом БТ виготовляють більш точно з меншим розкидом параметрів і характеристик.

Серед великої кількості різних видів транзисторних структур можна виділити такі, які одержують за допомогою двобічної та однобічної ди-фузії.

У структурах, які одержують двобічною дифузією, у пластину напів-провідника за допомогою дифузії вводять з обох боків легувальну доміш-ку, яка створює ділянки з електропровідністю, протилежною електропро-відності матеріалу пластини. У таких структурах важко сформувати малу товщину бази, через що одержують малі коефіцієнти підсилення за стру-мом та невисокі граничні частоти.

Найпоширенішим є використання структур, створених за допомогою однобічної дифузії.

Сплавно-дифузійні транзистори (або дифузійно-сплавні) вирізняються тим, що в них базова ділянка та колекторний перехід виготовлені за ме-тодом дифузії, а емітерний перехід - за методом вплавлення. Вони мають робочі частоти до сотень мегагерців, але розраховані на не-великі потужності (100... 150 мВт). Емітерний перехід має малу товщину, а тому витримує тільки малі зворотні напруги.

У мезатранзисторах використовують мезаструктуру. Ці транзистори виготовляють за груповим методом зразу у великій кількості з однієї пластини напівпровідника. На поверхні цієї пласти-ни, яка в подальшому служить колектором, за методом дифузії формують шар бази товщиною декілька мікрометрів. Для кожного транзистора в цей шар вплавляють малі краплі сплавів для утворення емітерного переходу та відведення від бази. Мезатранзистори мають малі ємності переходів (Сс менша ніж 2 пФ), малий опір бази гв і можуть працювати на частотах до сотень мегагерців. Важливо і те, що від колектора здійснюється більш інтенсивне тепловідведення, оскільки він має вивідний контакт порівняно великої площі.

Найдосконалішими з дифузійних БТ є так звані планарні транзистори. У них p-n-переходи створюються дифузією домішок через отвори в захисному шарі, нанесеному на поверхню напівпровідника. При цьому виводи від усіх ділянок знаходяться в одній площині. Тому такі транзистори називають «планарними» (плоскими). Ці транзистори зручні у виробництві, їх можна виготовляти на різні потужності з високими гра-ничними частотами. Планарну технологію широко використоиують для виготовлення ІМС.

Планарно-епітаксійні транзистори є подальшим розвитком планарних транзисторів. Звичайні планарні транзистори мають великий опір колек-торної ділянки. Якщо зменшити питомий опір матеріалу колектора, то збільшиться ємність Сс і знизиться пробивна напруга колекторного пере-ходу. Ці недоліки усувають в епітаксійних транзисторах, в яких між ба-зою та низькоомним шаром колекторного переходу формується шар з більшим опором.

Планарно-епітаксійна технологія є найдосконалішою і широко вико-ристовуваною для виготовлення сучасних БТ. Розглянемо основні проце-си виготовлення транзисторів за такою технологією.

На відшліфовану пластинку монокристалічного легованого фосфором кремнію з концентрацією домішок п+ (на низькоомну підкладку) спосо-бом епітаксії наносять тонку плівку n-типу, що має точно таку ж моно-кристалічну структуру, як і підкладка, і є ніби її природним продовжен-ням. Створений таким чином шар називають епітаксійним. Сформовану пластину зі структурою п+-п помішують в атмосферу воло-гого кисню, де вона при високій температурі покривається тонкою і щільною плівкою двооксиду кремнію Si02, яка ефективно захищає пове-рхню кремнію від впливу зовнішнього середовища та проникнення домі-шок. Потім у плівці оксиду методом фотолітографії витрав-люють вікна.

ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРИ

Струм напівпровідникового бруска n-типу лінійно залежить від напру-ги. Коефіцієнтом пропорційності є його провідність, яка дорівнює

G =уnA/L=nqмnA/L , (7.1)

де уn=qnмn - питома електрична провідність; А - поперечний переріз бруска; L - довжина бруска.

Для створення активних приладів необхідно забезпечити майже без-інерційне керування провідністю.

Із рівняння (5.1) видно, що є два способи, за допомогою яких можна здійснювати модуляцію провідності бруска: зробити залежними від керу-вальної напруги концентрацію носіїв п або геометрію зразка AIL. Заряд електрона q - це універсальна стала. Нею неможливо керувати, так само, як і рухомістю електронів мn та довжиною бруска L.

Для створення ПТ використовують способи керування питомою елек-тричною провідністю матеріалу уn або поперечним перерізом провідного каналу (А), по якому рухаються основні носії заряду. Залежно від цього виділяють два різновиди ПТ: з ізольованим затвором та з керувальним електричним переходом.

Польовий транзистор має три напівпровідникові ділянки одного і того ж типу провідності, які називають витоком (S), каналом і стоком (D), а також керувальний електрод - затвор (G). У транзисторі використову-ється рух носіїв заряду тільки одного знака (основних носіїв), які з витоку через канал рухаються до стоку. Цим пояснюються назви: витік - це ді-лянка, з якої виходять (витікають) носії заряду, а стік - ділянка, куди во-ни входять (стікають). Електричне поле, яке