dsd1-10 / dsd-01=Компоненты ИС / Staroselskiy OLD / 03.bipolary / 8

105

8. Современные структуры биполярного транзистора

8.1. Типовые транзисторные структуры

Боковая изоляция осуществляется р-п переходами между коллекторной областью и глубокой диффузионной р⁺-областью (областью разделительной диффузии). Эта структура технологически проста, но не обеспечивает высокой плотности компоновки элементов на кристалле ИС.

Более компактная структура. Для взаимной изоляции используются глубокие «щели», заполненые диэлектриком (SiO₂).

Латеральный (торцевой) р-п-р транзистор

В транзисторах типа р-п-р для создания эмиттерной и коллекторной областей используются р-слои, на основе которых формируются базовые области п-р-п транзисторов, а функции базы выполняет коллекторный п-слой п-р-п транзистора.

При этом поток неосновных носителей (дырок) в базе направлен параллельно поверхности кристалла.

Контакт к базе выполнен аналогично коллекторному контакту в п-р-п транзисторе и находится за плоскостью чертежа.

Во всех транзисторных структурах можно выделить активную область 1 (под эмиттером), пассивную область 2 (за пределами эмиттера) и периферийную область 3 (за пределами базы).

8.2. Перспективные транзисторные структуры

На следующих рисунках схематично представлены структуры компонентов биполярных ИМС для перспективных технологических маршрутов.

8.3. Мощные биполярные транзисторы и транзисторы СВЧ

СВЧ транзисторы — для частот выше 1 ГГц.

Две основных области применения:

1). Прием и усиление гармонических сигналов (несущей частоты).

2). Генерация мощных гармонических колебаний.

Мощные транзисторы могут использоваться и на низкой частоте (например, в системах силовой электроники).

Конструктивное оформление СВЧ и мощных НЧ транзисторов различны, т.к. для передачи СВЧ сигналов используются специальные согласованные тракты (волноводы). Однако структура СВЧ и мощных НЧ транзисторов в ИМС имеет много общего:

а) генераторные СВЧ транзисторы должны генерировать возможно большую мощность;

б) усилительные СВЧ транзисторы работают на низкоомную нагрузку (волновые сопротивления СВЧ трактов ~ 50 Ом) и для обеспечения усиления должны поставлять в нагрузку большие токи (т.е. быть мощными).

Главные требования:

Требование	Цель
1. Низкое сопротивление базы	а) улучшение частотных свойств (); б) нейтрализация эффекта оттеснения эмиттерного тока; в) снижение шума
2. Низкое сопротивление тела коллектора	а) улучшение частотных свойств (); б) повышение к.п.д.; в) снижение шума
3. Малая толщина базы	улучшение частотных свойств ()
4. Хороший теплоотвод	снижение температуры перегрева

Полосковая конструкция: Встречно-штырьевая

Многоэмиттерная

Критические размеры: w_B и b_E.

Цель — увеличение отношения (периметра эмиттера к его площади).

мкм;

мкм.

Планарная конструктция

СВЧ транзистор помещается в специальный корпус, предназначенный для монтажа на микрополосковые линии с волновым сопротивлением 50 Ом.

Балочные вывода (толщиной ~ 10 мкм) формируются осаждением металла и служат держателями кристалла в корпусе.

На СВЧ используется система S-параметров (измеряются мощности падающей и отраженной волн в 50- трактах входного и выходного сигналов.