383 (14)

- 383

Tranzystor MIS

nicznego^ł), a w drugim kanał powstaje w cienkiej warstwie półprzewodnika polikrystalicznego, naniesionej na podłoże dielektryczne (płytka szklana lub ceramiczna). Znaczenie praktyczne tranzystorów MIS jest nieporównywalnie większe niż tranzystorów cienkowarstwowych, dlatego często nazwy IGFET, MISFET są używane jako synonimy. Istnieje wiele analogii w zasadzie działania i właściwościach tranzystora MIS i PNFET. Żeby maksymalnie wykorzystać to podobieństwo, przyjmiemy układ materiału w niniejszym punkcie niemal identyczny jak w p. 6.2.

Zakłada się, że są znano podstawowe właściwości struktury MIS, opisane w rozdziale 3 (p. 3.3).

Budowa i zasady działania tranzystora MIS — opis jakościowy 6.3.1

Z klasyfikacji podanej na rys. 6.2 wynika, że istnieje kilka typów tranzystorów MIS. Żanim jednak wyjaśnimy tę klasyfikację, rozpatrzmy najpierw elementarne zasady działania tranzystora z kanałem typu p, którego budowę przedstawiono schematycznie na rys. 6.22²⁾. W płytce monokrystalicznej krzemu typu n o re-

Rys. 6.22

Schematyczna ilustracja budowy tranzystora MIS z kanałem typu p

zystywności ok. 0,01...0,1 Q • m wytworzono przez dyfuzję lub implantację dwa obszary silnie domieszkowane o odmiennym od podłoża typie przewodnictwa, tj. p⁺ z koncentracją domieszki 10²⁴...10²⁶ m~³. Jeden z tych obszarów silnie domieszkowanych, nazywany źródłem, znajduje się w odległości kilku do kilkudziesięciu mikrometrów od drugiego, nazywanego drenem; oba są pokryte kontaktowymi warstwami metalicznymi. Powierzchnia półprzewodnika między źródłem a drenem jest pokryta warstwą dielektryka (najczęściej Si0₂ o grubości ok. 100... 150 nm). Elektroda metalowa, znajdująca się na powierzchni dielektryka, nosi nazwę bramki. Oznaczenia literowo poszczególnych elektrod są takie jak dla tranzystora PNEET, tj. S — źródło, G—bramka, D —- dren. Może też być wyprowadzona końcówka podłoża oznaczona literą B (ang. bose). Obwód prądu przepływającego od źródła do drenu zamyka się przez obszar przypowierzchniowy półprzewodnika, leżący pod warstwą dielektryczną. Od konduktancji tego obszaru zależy więc wartość prądu źródło-dren. W zależności od polaryzacji bramki

^ł) Wyjątkowo w tzw. technologii SOS (krzem na szafirze — ang. Silicon on Sapphire) płytka podłożowa jest izolatorem (por. p. 8.1.1.2).

^2} Ten rodzaj tranzystora MIS odegrał największą'rolę w rozwoju technologii układów scalonych MIS.