Назначение скрытого слоя и разделительной диффузии в интегральном транзисторе

Структура транзистора и назначение областей.

На рис.1. показана структура транзистора. Следует обратить внимание на то, что коллектором транзистра является вся n-область эпитаксиальной пленки, а не только n+-область под коллекторным контактом, назначение эмиттерной диффузии под коллекторным контактом такое же, как и n+скрытого слоя, т.е. уменьшение последовательного омического сопротивления коллектора.

Рис. 1. Физическая структура n-p-n интегрального транзистора

со скрытым слоем и изоляцией p-n переходов.

 

Распределение доноров и акцепторов в структуре транзистора.

 

 

Рис.2. Профиль распределения примеси.

 

На рис. 2. показан профиль распределения примеси по глубине транзисторной структуры, соответствующий разрезу, сечению, посредине эмиттерного перехода. Концентрация доноров, созданных эмиттерной диффузией, сменяется акцепторами базы на глубине . Далее на глубине залегания коллекторного перехода  концентрация акцепторов базы уменьшается до концентрации доноров в эпитаксиальной пленке коллектора.

Назначение скрытого слоя и разделительной диффузии в интегральном транзисторе.

      

  Скрытый слой выполняется для уменьшения омического сопротивления коллектора и уменьшения напряжения на открытом транзисторе. Он  облегчает переход электронов от границы коллекторного перехода к выводу коллектору. Электронам оказывается выгоднее проходить по скрытому слою, там они встречают меньшее сопротивление.

Скрытый слой уменьшает коэффициент передачи дырок в подложку , инжектированные p-слоем базы дырки рекомбинируют с электронами n+ слоя и ток замыкается по цепи Б-К.

  Разделительная диффузия (РД на рис.1) необходима для электрической изоляции друг от друга отдельных n – областей эпитаксиальной пленки коллектора. Между n – областями на поверхности образуется боковой n-p переход, который смещается в обратном направлении при подаче положительного напряжения на n – области соседних коллекторов. Ток утечки изолирующего n-p перехода не превышает 10E-9 А и обеспечивает достаточную электрическую развязку коллекторов транзисторов.

 

4. Коэффициенты передачи тока нормальный , инверсный  и коэффициент передачи в подложку .

       

   - это нормальный коэффициент передачи транзистора, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный в обратном (активный режим). Нормальный коэффициент передачи обеспечивает передачу электронов из эмиттера в коллектор в активном режиме.

   - это инверсный коэффициент передачи транзистора, когда эмиттерный переход смещен в обратном направлении и коллекторный в прямом (инверсный режим).

 и передают электроны между эмиттером и коллектором, в структуре интегрального транзистора образуется еще паразитный p-n-p транзистор (p- база, n- коллектор, p+- подложка, рис. 1),  - коэффициент передачи этого транзистора, он должен быть мал, чтобы уменьшить передачу дырочного тока в подложку в режиме насыщения и при инверсном включении транзистора.