Транзистор с диффузным переходом
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2011 г. ) |
Транзистор с диффузным переходом — это транзистор, образованный путем диффузии примесей в полупроводниковую подложку . Процесс диффузии был разработан позже, чем процессы сплавов и выращивания переходов для изготовления транзисторов с биполярным переходом (BJT).
В 1954 году Bell Labs разработала первый прототип биполярных транзисторов с диффузным переходом. [1]
Транзистор с диффузной базой [ править ]
Самыми ранними транзисторами с диффузным переходом были транзисторы с диффузной базой . Эти транзисторы по-прежнему имели эмиттеры из сплава, а иногда и коллекторы из сплава, как и более ранние транзисторы со сплавным переходом. В подложку диффундировала только основа. Иногда подложка образовывала коллектор, но в таких транзисторах, как диффузионные транзисторы Philco из микросплавов, подложка составляла основную часть базы.
Двойная диффузия [ править ]
В Bell Labs Кэлвин Саутер Фуллер разработал базовые физические представления о способах прямого формирования эмиттера, базы и коллектора путем двойной диффузии. Этот метод был резюмирован в истории науки Bell: [2]
- «Фуллер показал, что акцепторы с низким атомным весом диффундируют быстрее, чем доноры , что сделало возможными структуры n – p – n за счет одновременной диффузии доноров и акцепторов с соответственно разными поверхностными концентрациями. Первый n-слой (эмиттер) образовался из-за чем больше поверхностная концентрация донора (например, сурьмы ). За ним образуется основание из-за более быстрой диффузии акцептора (например, алюминия ). Внутренняя (коллекторная) граница основания появляется там, где нет диффундирующего алюминия. больше компенсировал фоновое легирование n-типа исходного кремния . Базовые слои полученных транзисторов имели толщину 4 мкм... Полученные транзисторы имели частоту среза 120 МГц».
Меза-транзистор [ править ]
Компания Texas Instruments изготовила первые кремниевые транзисторы с выращенным переходом в 1954 году. [3] Диффузионный кремниевый меза-транзистор был разработан в Bell Labs в 1955 году и поступил в продажу компанией Fairchild Semiconductor в 1958 году. [4]
Эти транзисторы были первыми, у которых были как диффузные базы, так и диффузные эмиттеры. К сожалению, как и во всех более ранних транзисторах, край перехода коллектор-база был оголен, что делало его чувствительным к утечкам из-за загрязнения поверхности, что требовало герметизации или пассивации для предотвращения ухудшения характеристик транзистора с течением времени. [5]
Планарный транзистор [ править ]
Планарный транзистор был разработан доктором Жаном Эрни. [6] в Fairchild Semiconductor в 1959 году. Планарный процесс , используемый для изготовления этих транзисторов, сделал возможным массовое производство монолитных интегральных схем .
Планарные транзисторы имеют пассивирующий слой из кремнезема для защиты краев перехода от загрязнения, что делает возможным недорогую пластиковую упаковку без риска ухудшения характеристик транзистора с течением времени.
Первые планарные транзисторы имели скорость переключения намного ниже, чем транзисторы с переходом из сплава того периода, но, поскольку их можно было производить массово, а транзисторы со сплавом - нет, они стоили намного дешевле, и характеристики планарных транзисторов улучшались очень быстро и быстро. превосходя характеристики всех более ранних транзисторов и делая более ранние транзисторы устаревшими.
Ссылки [ править ]
- ^ Прототип триода с диффузной базой Bell Labs , Музей транзисторов, Историческая фотогалерея транзисторов.
- ^ Редактор С. Миллмана (1983) История техники и науки в системе Bell , том 4: Физические науки, Bell Labs ISBN 0-932764-03-7 с. 426
- ^ Лекюйер, Кристоф; Брок, Дэвид С. (2010). Создатели микрочипов: документальная история Fairchild Semiconductor . МТИ Пресс. ISBN 9780262014243 . , с. 11.
- ^ Лекуйер и Брок 2010 , стр. 10–22
- ^ Риордан, Майкл (декабрь 2007 г.). «Раствор диоксида кремния: как физик Жан Эрни построил мост от транзистора к интегральной схеме» . IEEE-спектр . ИИЭЭ . Проверено 28 ноября 2012 г.
- ^ Fairchild 2N1613 , Музей транзисторов, Историческая фотогалерея транзисторов.
- Редактор FM Smits (1985) «История техники и науки в системе Bell» , том 6: Electronics Technology, стр. 43–57, Bell Labs , ISBN 0-932764-07-X .