406 (15)

- 406

Tranzystory potowe

chodzące w tranzystorach cienkowarstwowych są podobne jak w tranzystorach MIS. Ponieważ tranzystory MIS i cienkowarstwowe mają wiele cecli wspólnych (podstawowa struktura tranzystora cienkowarstwowego jest również typu motal-izolator-półprzewodnik), odróżnienie tych dwu grup tranzystorów jest niekiedy dość trudne. W typowy sposób ilustruje te trudności przypadek tranzystora MIS na podłożu szafirowym (tzw. technologia SOS rozpatrywana w rozdziale 8). Niekiedy przyjmuje się za kryterium podziału grubość warstwy półprzewodnika, tj. do tranzystorów MIS zalicza się te tranzystory IGFET, w których część aktywna jest wykonana w grubym (100...200 jxm) podłożu półprzewodnikowym, natomiast do tranzystorów' cienkow'arstw^rowych — te tranzystory IGFET, w których część aktywna jest wykonana w cienkiej warstwie półprzewodnika osadzonej na podłożu izolacyjnym. Kierując się tym kryterium tranzystory MIS na podłożu szafirowym można zaliczyć do cienkowarstwowych. Jednak słuszniejszym kryterium podziału jest spójność technologiczna metody wytwarzania tranzystorów' z typową technologią wytwarzania układów scalonych półprzewodnikowych lub układów scalonych cienkowarstwowych (patrz rozdział 8). Układy cienkowarstwowe są wytwarzane wyłącznie metodami osadzania próżniowego warstw, w układach półprzewodnikowych natomiast oprócz osadzania próżniowego są stosowane procesy' dyfuzji, implantacji, epitaksji i utleniania termioznego. Dlatego tranzystory' IGFET, W' których cienka warstwa monokrystaliczna półprzewodnika jest wytwarzana metodą epitaksji na izolacyjnym podłożu szafirowym (technologia SOS), zaliczamy do grupy tranzystorów MIS. Należy podkreślić, że tranzystory cienkow'arstw'ow'e nie mają żadnego znaczenia jako elementy indywidualne, lecz były' opracowywane z nyślą o ich zastosowaniu jako elementów aktyw nych w układach scalonych cienkowarstwowych, wytwarzanych w jednolitym procesie technologicznym. Jednakże, mimo prac prowadzonych w tym kierunku od kilkunastu lat, tranzystory cienkowar-stwowe nie spełniły' dotychczas wymagań koniecznych do ich zastosowania u produkcji nieładów scalonych. Główną przeszkodą w zastosowaniu tych tranzystorów jest duża niestabilność ich parametrów w funkcji czasu.

ZAIIANIA

0.1. Wyznacz napięcie odcięcia krzemowego tranzystora PNFET, w którym szorokość metalurgiczna kanału 2a — 10 pin, a koncentracja domieszek w kanale No = 10²‘ m~ Wzór: Korzystamy z aproksymacji kanału „równomiernego” — (6.37)

Darie liczbowe: ą= 1,6- 10-'⁹ O; e, = 12- 8,85- 10“¹² K/m; <p„ = 0,7 V Odpowiedź: 20 V

6.2.    Wyznacz napięcie odcięcia krzemowego tranzystora PN FET, w którym 2« = 2|zm. No = 10²² m~³.

Wzór: Korzystamy z aproksymacji kanału „szpilkowego"' (6.38), przy czym przyjmujemy 1

c = — o 5

Dane liczbowe: Jak w poprzednim zadaniu Odpowiedź: 3,2 V

6.3.    Oblicz kondukt.ancję kanału O_aso dla tranzystora z zadania 0.1 przy znanych wartościach Z, L.

Wzór: (6.13)

Dane liczbowe: Z — 100 pin, /, = 10 pm, /<„    0.13 V/m² • s

Odpowiedź: 2- 10"³ S

6.4.    Oblicz konduktancję kanału Gosa dla tranzystora z zadania 6.2, przy znanej długości kanału L i pojemności bramki G,.