Мноп–транзисторы.

Одним из вариантов МДП–транзистора с многослойным диэлектриком является структура метал–нитрид кремния–окисел кремния–полупроводник (МНОП). Пленка нитрида кремния обладает высокой пассивирующей способностью и обладает высокой диэлектрической проницаемостью. Это позволило снизить пороговое напряжение до 1 … 1,5 В и повысить удельную крутизну.

Однако использование только одного нитрида кремния в качестве подзатворного диэлектрика невозможно, так–как появляется заряд на границе раздела кремний–нитрид кремния, зависящий от напряжения на затворе. Это приводит к непостоянству порогового напряжения и его гистерезису.

Использование МНОП–структуры позволило получить приборы, в которых эквивалентная толщина диэлектрика меньше примерно в полтора раза, а пороговое напряжение меньше в среднем на 1 В. Эту структуру при толщине пленки SiO₂ 0,005 мкм можно использовать в качестве элемента памяти в ППЗУ с электрическим стиранием и записью информации.

Моап–транзисторы

Использование Al₂O₃ в качестве второго подзатворного диэлектрика связано с его способностью, создавать на границе с SiO₂ встроенный отрицательный заряд. Это позволяет создавать n–канальные приборы с индуцированным каналом, работающие в режиме обогащения при пороговом напряжении, примерно равном 1 В.

^

Конструкции мдп–транзисторов с поликремневыми затворами.

В МДП–транзисторах с алюминиевым затвором имеется значительные по площади области перекрытия затвора с областями истока и стока (рис. 13). Это приводит к наличию паразитных емкостей C_ЗИ C_ЗС 1 мкм., а как следствие снижение производительности МДП–микросхем. Уменьшение размеров областей перекрытия затруднено ошибками совмещения фотошаблонов металлизации с областями стока и истока. Разрешающая способность фотолитографии по алюминию составляет примерно

Использование полкремния в качестве материала затвора (рис. 18) позволило упростить технологию и повысить параметры МДП–транзисторов

Использование полкремния в качестве материала затвора позволяет уменьшить глубину залегания p–n переходов истока и стока (до 2…1,5 мкм) и боковую диффузию (до 0,6… 1,2 мкм), а вместе с тем значительно уменьшить перекрытие между затвором и областями стока и истока, и соответственно снижены значения соответствующих паразитных емкостей. Наименьшие величины перекрытия получены при использовании ионного легирования при формировании областей стока и истока, однако сопротивление поликремневыевых шин остается высоким. Для увеличения проводимости шин используют комбинацию диффузионного и ионного легирования. 

Уменьшение канала до 4…6 мкм за счет более точного формирования конфигурации истока, стока и затвора и меньшего перекрытия этих областей. Снижение толщины подзатворного диэлектрика до 0,07…0,1 мкм позволило резко увеличить крутизну характеристика транзисторов и повысить быстродействие микросхем.

Использование технологии изготовления МДП БИС с поликремневыми затворами транзисторов, сочетающей диффузионное и ионное легирование, позволило создать МДП–транзисторы со встроенным каналом, работающее в режиме обеднения (рис. 19). Нагрузочные транзисторы n–МДП–типа со встроенным каналом обладают более высоким быстродействием, лучшей помехоустойчивостью и занимают в двое меньшую площадь, чем нагрузочные транзисторы, работающие в режиме обогащения при той же потребляемой мощности.