|
| |
|
Главная Журналы случае желательно использовать «планарную» структуру, изображенную на рис. 18, в, для которой все операции, требующие точного совмещения, производятся уже после осаждения пленки полупроводника на относительно большую площадь подложки. Далее было обнаружено, что если в качестве истока и стока используются золотые электроды, то омический контакт в случае CdS и CdSe получается только при нанесении полупроводника поверх металла, конденсация же золота поверх полупроводника дает блокирующий контакт {72, 73].* Поэтому при использовании электродов из золота необходимо применять 10 мкм Затвор Исток  Металл \ Сток Si02 Канал Пленка p-Si Сапфир Юмкн Рнс. 20. Схематическое изображение кремниевого пленочного транзистора на сапфировой подложке [24] структуры, изображенные на рис. 18, а и г. В «пленарных» структурах можно наносить алюминиевые электроды [69], но качество контактов оказывается критичным к условиям их препарирования. В настоящее время разработаны ППТ-как с встроенным, так и с индуцированным каналами на основе CdS и CdSe п-типа. Большая подвижность электронов в CdSe и лучшая временная стабильность приборов из этого материала делают CdSe наиболее перспективным полупроводником для ППТ п-типа. Тоикопленочные приборы р-типа были получены на основе теллура [74, 75], при этом достигнуты весьма высокие значения ряда параметров: gm~ «40 мА/В [74], произведение коэффициента усиления на полосу пропускания 50 МГц при допустимой рассеиваемой мощности 1 Вт [75]. Было обнаружено, что характеристики ППТ существенно изменяются во времени, особенно при повышенной влажности [76-78]. Для устранения подобного временного дрейфа исследовались различные методы защиты - наполнение внешнего корпуса прибора аргоном, вакуумирование, нанесение защитных покрытий. Последний- способ, по-видимому, является самым удобным, поскольку защитную пленку можно наносить в той же вакуумной камере. Материалом покрытия может служить моноокись кремния [79], селен. * Это связано, по-видимому, с иеоднородностью состава пленки по толщине. Считается, что в нижних слоях содержится избыточный кадмий. трисульфид мышьяка [41]. Улучшению долговременной стабильности способствует также отжиг изготовленных приборов [71-80] *. Описанная вакуумная технология представляется весьма перспективной и экономически выгодной для создания сложных схем, состоящих из пассив- ных и активных пленочных элементов. В качестве примера можно привести работу [71], авторы которой за один цикл вакуумирования камеры изготовили -интегральную схему генератора сканирования, содержащую 360 ППТ на основе CdSe, 720 резисторов, а также конденсаторы и другие элементы. Технология изготовления пленочных транзисторов на основе CdSe и АЬОз с применением фотолитографии описана в [77, 81]. Методика не требует точной юстировки масок и позволяет избежать перекрытия затвора с истоком. Большое количество работ посвящено созданию кремниевых пленочных транзисторов. Один из них, имеющий хорошие статические характеристики и чрезвычайно малые межэлектродные емкости, описан в [21, 24] (рис. 20). Этот прибор изготовлен следующим образом. На полированную сапфировую подложку пнролитическим разложением силана осаждается монокристаллическая пленка кремния, которая, если не принято специальных мер для ее легирования, ищет проводимость р-типа и удельное сопротивление I-10 Ом-см. Затем производится пиролитическое осаждение слоя двуокиси кремния, легированной фосфором, травление этого слоя с целью получения участков нужной конфигурации и прогрев ее при высокой температуре, в результате чего за счет диффузии фосфора в кремниевую пленку образуются /г+-области истока и стока. После этого термическим окислением выращивается слой Si02 толщиной «1000 А для изоляции затвора от пленки кремния и производится осаждение затвора и контактов к истоку и стоку **. В работе [82Г приводится описание пленочного транзистора, изготовленного на кремниевой подложке и изолированной от нее слоем двуокиси кремния. Подобные приборы интересны с точки зрения создания интегральных схем, содержащих как пленочные, так и биполярные транзисторы ***. Авторами [83] описан способ изготовления пленочных кремниевых транзисторов на сапфировой подложке, основанный на использовании только техники вакуумного нанесения слоев. Недостатком полученных приборов является низкая подвижность носителей в осажденной пленке полупроводника [5-10 см2/(В-с)]. * Проблема стабилизации параметров ППТ до настоящего времени окончательно не решена, вследствие чего промышленный выпуск пленочных активных элементов еще не налажен. (Прим. пер.) ** Этот прибор можно рассматривать как один из вариантов транзистора с самосовмещенным затвором. (Прим. пер.) *** Следует отметить, что приборы, описанные в [21, 24, 82], теряют основ-пое преимущество, присущее первоначальным вариантам ППТ,- использо ванне для их изготовления только вакуумной технологии и возможности про-. изводства приборов в едином технологическом цикле. Принципы изготовления этих приборов практически те же, что п при производстве МОП ПТ. (Прим. пер.) . Часть 2 ТЕОРИЯ И СВОЙСТВА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Глава 3 СТАТИЧЕСКИЕ И НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ р-«-ПЕРЕХОДОМ 3.1. Трехэлектродный ПТУП с резкими переходами Для иллюстрации методов анализа, введения обозначений, упрощающих предположений и получения -основных результатов сначала будет рассмотрена приближенная теория трех-электродного ПТУП, первоначально развитая Шокли [4]. Рассмотрим прибор с каналом п-типа при замкнутых между собой затворах. Предполагается, что область канала легирована равномерно, концентрация некомпенсированных доноров равна. Nn = NB-Na, /О-области затворов также считаются однородно легированными с концентрацией некомпенсированных акцепто-г ров Np*. Таким образом, р-области затвора и п-область канала образуют резкие р-п-переходы. Схематическое изображение прибора, система координат и обозначения приведены на рис. 21. 3.1.1. Случай нулевого напряжения сток-исток. При анализе вводятся следующие предположения: 1) переходы затвор- канал смещены в обратном направлении, обратные токи переходов считаются равными нулю; 2) полагается, что области пространственного заряда в затворах и в канале имеют резкие границы Хрь Х-Р2, Хпи XnZ. Первое предположение означает, что необеднеиные области затворов могут считаться эквипотенциальными. Из второго предположения следует, что ток канала протекает только в области Xni<xXnz, так как в областях 0<x<Xni и Хп2<х<2а свободные носители отсутствуют вследствие полного обеднения. В действительности граница ОПЗ не является резкой. Так, для кремния при Nn = -Np= 10* см" размытие Дх этой границы составляет Ах0,1 мкм. Есть основания считать, что приближение * Согласно принятым в книге обозначениям величина Nn считается положительной, а Np - отрицательной. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |