Шоттки барьері бар транзисторлар.

Цифрлі және кілтті схемаларда жұмыс істейтін ауыстырушы транзисторлардың маңызды параметрлері t_p жайылу уақыты болып табылады,ол транзистордың қанығу режимінен отсечка режиміне өткендегі коллекторлы токтың импульс өшуі фронтының ұзақтығын сипаттайды.Егер планарлы-эпитаксиальды транзистор қанығу режимінде болса базалы және жоғарыомды коллекторлы облыста негізгі емес заряд тасушылар жинақталады.Базалы токтың жапқыш импульсін бергенде негізгі емес тасушылар бірнеше уақытта жайылады.Бұл уақыт негізгі емес заряд тасушылардың жайылуына қажет,10-100 нс-ты кұрайды және тез әрекет ететін ИМС-терді шығарғанда мағызды шектеулік болып табылады.

Транзистордың жайылу уақытын азайту үшін алтынмен легірлейді,рекомбинацияның толық центін құрады.Бірақ бұл әдіс технологиялық емес,қосымша алтын шығынымен байланысты.Сонымен бірге алтынмен легірлеу базадағы негізгі емес заряд тасушылардың өмір сүру уақытын азайтады,В күшейту коэффициентін төмендетеді,сонымен қатарколлекторлы өткелдегі заряд тасушылардың өмір сүру уатытын азайтады және I_к0 кері токты көбейтеді.t_p жайылу уақытын төмендетудің басқа әдісі-коллекторлы өткелді p-n өткелді диодпен шунттау болып табылады.ол диод коллектор жылжуын тура бағытта жүзеге асырады.Бірақ диодтың өзінде артық заряд жинақталады,ИМС-тың структурасы күрделенеді.

t_p-ны төмендетудің кемел әдісі- коллекторлы өткелді шунттайтын Шоттки барьері бар диодты қолдану болып табылады.Интегралды атқарудағы Шоттки диоды металл мен n-типті жоғарыомды шалаөткізгіш арасындағы контакт болып табылады,транзистордың коллекторлы облысы қолданылады.Шалаөткізгіштің бетін сәйкес тазалау кезінде металл-шалаөткізгіш шекарасында обедненный слой пайда болады және Шоттки барьері құрылады..Мұндай контакт тегістейтін қасиетке ие және диод сияқты жұмыс істейді.Диодпен салыстырғанда p-n өткелде Шоттки диоды ашық жағдайдағы кернеудің(0,35-0,45В) құлауының төмен мәнін және 0,1 нс-тен аспайтын өшу уақытын сипаттайды.Шоттки диодын транзистордың коллекторлы өткеліне параллель қосқанда транзистордың қанығу дәрежесіне шек қойылады.Интегралды орындауда транзистор және диод бірлік структурадан тұрады және Шоттки барьерлі транзистор деп атайды.

3.9-сурет.Шоттки барьері бар транзистордың структурасы (а) және схемасы.(б)

3.9-суретте планарлы-эпитаксиальды технологиямен дайындалған p-n өткелді изоляциясы бар Шоттки барьерлі транзистордың (а) структурасы және (б) схемасы көрсетілген.Бұл структура n-p-n⁺ типті планарлы-эпитаксиалды қарапайым транзистор болып табылады,мұнда базаның металдық контакты коллекторлы облысқа ұлғайтылған.Шоттки диоды металл мен жоғарыомды коллекторлы n-облыстың шалаөткізгішімен контакты орнында құрылады.Осымен Шоттки барьері бар транзисторларды технологиялық дайындау қосымща операцияны қажет етпейді.Осы транзистордың алып жатқан ауданы іс жүзінде аздап кәдімгі транзистордың ауданынан көбірек.Осыған ұқсас ИМС-тың әр түрлі типтері үшін қышқыл қабығын изоляциялау немесе изопланарлы технологияны қолдану арқылы Шоттки барьері бар транзисторларды құруға болады.Шоттки барьері бар транзистор жұмыс істеу принципі бойынша кәдімгі планарлы-эпитаксиальды транзисторлардан былай ерекшеленеді:қанығу режиміне өткен кезде онда коллектордан базаға негізгі емес заряд тасушылардың инжекциясы болмайды,сомен қатар коллектор облысында заряд жинақталуы болмайды.

Шоттки барьері бар транзисторлар күшейту коэффициентінің үлкендігімен(алтынмен легірленетін болғандықтан),инверсті күшейту коэффициентінің аздығымен,тез әрекет етуінің жоғарылылығымен(t_p≈0) сипатталады.Бірақ та оларға қанығу режимі кезінде кернеудің құлауының жоғарылауы (Uкнш≤ 0,4 В) және коллекторлы өткелдің сыйымдылығының жоғарылылығы да жатады.Бұл аздап ИМС-тың параметрлерін нашарлатады,бірақ та Шоттки барьері бар транзисторларды қолданғандағы тез әрекеттілігі бойынша ұтуы анық болып табылады.Тағы да айта кететін нәрсе,Шоттки барьері бар транзисторларға қойылатын негізгі талап-металл-шалаөткізгіш контакт алу болып табылады,ал ол коллекторлы өткел арқылы болатын токқа қарағанда, тура жылжу кезінде контакт арқылы үлкен токқа ие болады.Сонымен бірге Al-Si-n ШОттки барьерінің сипаттамасы аллюминий металлизациясының технологиялық процесіне өте сезімтал және I_дш бойынша іс жүзінде анықталған разбростан тұрады,және t_p бойынша да.Сондықтан жоғары сапалы шоттки барьерін алу үшін технологиялық планарлы-эпитаксиалды процесске қосымша операцияларды енгізеді:кремнийдің бетін арнайы тазалау,металл-шалаөткізгіш контактының астына платинаны немес молибденді шаңдату немес еріту.Мұндай технологияның күрделілігі- тез әрекет ететін цифрлы ИМС-терде қолданылатын қалпына келетін параметрлері бар Шоттки барьерлі тез әрекет ететін транзисторларды алуға мүмкіндік береді.