Многоэмиттерный транзистор

Этот тип транзистора широко используется в цифровых ИС. Число эмиттеров обычно колеблется от 2 до 8. Многоэмиттерный транзистор можно рассматривать как совокупность транзисторов с общими базами и коллекторами. При разработке конструкции многоэмиттерного транзистора приходится учитывать несколько обстоятельств. Для подавления действий паразитных n⁺-p-n⁺ транзисторов расстояние между краями соседних эмиттеров должно превышать диффузионную длину носителей заряда в базовом слое. Если структура легирована золотом, то диффузионная длина составляет 2-3 мкм, и указанные расстояния делают примерно равными 10-15 мкм. Для уменьшения паразитных токов через эмиттеры при инверсном включении необходимо искусственно увеличивать сопротивление пассивной области базы, удаляя базовый вывод от активной области транзистора. Кроме этого базовый контакт соединяется с активной областью узким перешейком с сопротивлением 200-300 Ом.

Многоколлекторный транзистор

Такой транзистор является основой логики И²Л. Многоколлекторный транзистор это практически многоэмиттерный транзистор в инверсном включении. В этом случае общим эмиттером является эпитаксиальный слой n, а коллектором – n⁺ малых размеров. Главной проблемой при конструировании такого транзистора является обеспечении достаточно высокого коэффициента усиления в расчете на один коллектор. Для этого скрытый n⁺ слой располагают как можно ближе к базовому слою, а n⁺-коллекторы располагаются как можно ближе друг к другу.

Транзисторы типа p-n-p

Интегральный транзистор типа p-n-p существенно уступает n-p-n транзистору по коэффициенту усиления и предельной частоте. Кроме этого, технологический процесс настроен на изготовление n-p-n транзистора и поэтому p-n-p транзистор приходится производить по этой технологии. В ИС применяются следующие конструкции p-n-p транзистора:

1. Горизонтальный транзистор. В настоящее время эти транзисторы наиболее часто используются в ИС. Это обусловлено совместимостью технологий n-p-n транзистора и горизонтального p-n-p транзистора. Эмиттерный и коллекторный слои получаются на этапе базовой диффузии, причем коллекторный слой охватывает эмиттерный со всех сторон. Базовая область формируется на основе эпитаксиального слоя с подлегированием контактной области во время эмиттерной диффузии. Перенос носителей заряда происходит в горизонтальном направлении.

Перенос носителей заряда наиболее эффективен в приповерхностной области, т.к. здесь расстояние  минимально и кроме этого здесь наиболее высокая концентрация носителей заряда. Ширину базы  удается выполнить с минимальными размерами 3-4 мкм, ограниченными величиной боковой диффузии под окисел. В результате получается ≈50, f_Т ≈20-40 МГц. При обычной технологии без труда удается получить =6-12 мкм. При этом ≈1,5-20, f_Т ≈2-5 МГц. Для подавления действия паразитных p-n-p транзисторов стремятся уменьшить площадь данной части эмиттера. Для этого его делают возможно более узким и используют скрытый n⁺ слой. На основе горизонтального транзистора легко сформировать многоколлекторный транзистор типа p-n-p. Для этого достаточно разрезать кольцо коллектора на несколько частей. Основным недостатком горизонтального p-n-p транзистора является сравнительно большая ширина базы и неоднородность распределения примесей в ней.

2. Дрейфовый транзистор.

Два электрода в противоположных концах базы создают в базовом слое электрическое поле, которое уменьшает время переноса инжектированных дырок и создает в эмиттере напряжение смещения, снижающее инжекцию из донной части транзистора. За счет этого коэффициент передачи тока  повышается до 10, а предельная частота f_Т – до 10-30 МГц.

3. Вертикальный транзистор.

Для получения такой структуры приходится изменять технологию: проводится более глубокая диффузия для формирования p-слоя и вводится дополнительная операция диффузии для создания p⁺⁺области, причем для получения p⁺⁺ требуется акцепторная примесь, у которой предельная растворимость больше, чем у донорной примеси n⁺. Фактически перед проведением диффузии акцепторной примеси приходится стравливать наиболее легированную поверхностную часть n⁺ слоя, а это еще одна дополнительная технологическая операция.