Транзисторы типа p-n-p.
Интегральные транзисторы типа р-п-р существенно уступают транзисторам типа п-р-п по коэффициенту усиления и предельной частоте. Для их изготовления используют стандартную технологию, оптимизированную для формирования транзистора типа п+-р-п. Естественно, что получение транзисторов типа р-п-р с близкими к теоретическим пределам параметрами в этом случае невозможно.
Горизонтальные транзисторы типа p-n-p.
В настоящее время эти транзисторы используют в ИМС наиболее часто. Их изготовляют одновременно с транзисторами типа п+-р-п по обычной технологии. Эмиттерный и коллекторный слои получают на этапе базовой диффузии, причем коллекторный слой охватывает эмиттер со всех сторон. Базовая область формируется на основе эпитаксиального слоя с подлегированием контактной области во время эмиттерной диффузии. Перенос носителей заряда в транзисторе типа р-п-р происходит в горизонтальном направлении. Дырки, инжектированные из боковых частей эмиттера в базу, диффундируют к коллекторной области. Перенос наиболее эффективен в приповерхностной области, так как здесь расстояние w между коллектором и эмиттером минимально и, кроме того, наиболее высокая концентрация примеси в р - слоях. Ширину базы w удается выполнить равной 3 - 4 мкм (мешает боковая диффузия под маску), в результате чего коэффициент усиления оказывается равным 50, а fт = 20 - 40 МГц. Без особого труда получают w = 6 - 12 мкм, но при этом В = 1,5 - 20, а fт = 2 - 5 МГц. Для подавления действия паразитных р-n-р - транзисторов (р -эмиттер, n - эпитаксиальный слой, р – подложка) стремятся уменьшить площадь донной части эмиттера (его делают возможно более узким), используют скрытый n+-слой вдоль границы эпитаксиального слоя и подложки. На основе горизонтального транзистора легко сформировать многоколлекторный транзистор типа р-n-р (рис. 6.4).
Рис.6.4. Конструкция многоколлекторного горизонтального
транзистора типа p-n-p.
Основные недостатки горизонтального транзистора типа р-п-р - сравнительно большая ширина базы и однородность распределения примесей в ней (транзистор является бездрейфовым). Их можно устранить двумя способами. Для этого используют дрейфовую структуру. Два электрода в противоположных концах базы создают в базовом слое электрическое поле, которое уменьшает время переноса инжектированных дырок и создает в эмиттере смещение, снижающее инжекцию из его донной части.
Вертикальные транзисторы типа p-n-p.
Можно использовать также вертикальную р-n-р - структуру. Для ее формирования необходимо изменить технологию: проводить более глубокую диффузию для формирования р - слоя и вводить дополнительную операцию диффузии для создания р++ - слоя, причем для получения р++ - слоя требуется акцепторная примесь, у которой предельная растворимость больше, чем у донорной примеси в n+-слое. Фактически перед проведением диффузии акцепторов приходится стравливать наиболее легированную часть n+-слоя, т. е. вводить еще одну дополнительную операцию.
Рис.6.5. Структура вертикального транзистора
Составные транзисторы.
Составные интегральные транзисторы могут быть реализованы на основе двух транзисторов одного или разных типов, расположенных в одной изолированной области. В зависимости от схемы соединений могут быть реализованы составные транзистора, состоящие из двух транзисторов типа п-р-п с общим коллектором или из вертикального транзистора типа п-р-п и горизонтального транзистора типа р-п-р. В принципе возможна реализация составных транзисторов в разных изолированных областях.
Рис.6.6. Структура составного транзистора
Составной транзистор имеет коэффициент усиления, равный произведению коэффициентов усиления составляющих его транзисторов: B = B1B2, однако быстродействие составного транзистора определяется наименее быстродействующим транзистором.