TRANSISTOR
Pe lângă suprafața de germaniu stabilizat gravură lumină într-o soluție alcalină. Apoi, tranzistorul este uscat în aer încălzit cu umiditate controlată și sigilate. În interiorul corpului de sticlă metal ermetic are o „getter“ deshidratant - de obicei, un bob de sticlă poroasă. Controlul umidității este foarte importantă, deoarece câștigul și finit curenții de scurgere tranzistor sunt puternic dependente de cantitatea de umiditate pe suprafața din apropierea germaniu de tranziție.
Flotabile tranzistor germaniu poate fi o cheie electronică bun (pentru gama de joasă și medie frecvență) ca regiune de colector puternic dopat și emițător au o rezistență foarte mică (fracție ohm), și nu limitează curentul de comutare. Cu toate acestea, frecvența de tăiere este, de asemenea, nu mai mult de câteva zeci de megahertzi. Din păcate, un astfel de tranzistor nepotrivit pentru lucrul la temperaturi ridicate (peste 70-80 ° C), datorită unei creșteri a curentului de scurgere (care se dublează pentru fiecare creștere a temperaturii de 12 K). Deși înlocuite cu tranzistori de siliciu tranzistori cu germaniu joncțiune fuzionate au venit mult timp, un număr semnificativ dintre ele sunt încă produse pentru aplicații specifice, deoarece acestea sunt relativ ieftine și nu necesită tensiuni înalte la prejudecată emițător în direcția înainte.
tranzistoarele Diffusion germaniului.
Deja într-un stadiu incipient de dezvoltare de tranzistori, a devenit clar că, în scopul de a îmbunătăți caracteristicile de înaltă frecvență au nevoie de o altă metodă de tranziție de control al grosimii. Această metodă a fost metoda de difuzie. Esența ei este că placa subțire germaniu lustruit curãti timp de două ore, a avut loc la 650 ° C, sub influența antimoniu. (Pentru a proteja suprafața de procesul de contaminare este condusă într-o atmosferă de hidrogen). Rezultatul este un strat de bază de aproximativ 1 micron grosime. Aluminiu emițător fuzionat la o adâncime de cca. 0,5 microni. Pe suprafața plăcii acoperite într-un vid este aplicată contactul de bază sub formă de benzi distanțate 12 microni de emițător. Apoi germaniul este gravat în jurul celor două fâșii, astfel încât pe placa există un număr de structuri mesa, din care fiecare cuprinde un tranzistor elementele active (Fig. 5).
Când grosimea bazei 0,5 mm frecvența de tăiere nominală ajunge la 900 MHz, care este considerabil mai mare decât cea a dispozitivelor de tip anterioare. Acest succes a permis de a proiecta un sistem destinat pentru tranzistori de înaltă frecvență. tranzistori de înaltă cu germaniu au fost utilizate în circuitele electronice de sateliți de comunicații și cabluri submarine. Cu toate acestea, Germania nu a fost realizat oportunitățile potențiale oferite, în principiu, procesul de difuzie, și a fost înlocuit de siliciu, care este de mai multe ordine de mărime mai mică decât curenții de scurgere. Prin urmare, tranzistori de siliciu poate funcționa la temperaturi de până la 150 ° C în loc de 70 ° C, ca și germaniu.
tranzistori plane bipolare.
planar de siliciu tranzistori moderne bipolare sunt înlocuite aproape complet circuite de germaniu de componente discrete în industria electronică și sunt utilizate pe scară largă în circuite integrate, în cazul în care germaniul nu este utilizat. (Termenul „planare“ înseamnă că toate tranzițiile vin la suprafață, unde acestea pot fi protejate de un strat de dioxid de siliciu Termenul „bipolar“ înseamnă că sprijinul ambelor tipuri -. Ambii electroni și goluri, în contrast cu tranzistori cu efect de camp, care va fi discutat mai jos.)
Apariția tranzistorului moderne a fost posibilă prin dezvoltarea cu succes a fotolitografie, difuzie și creșterea cristalului. În general, există două tipuri de structuri tranzistor - din materialul în vrac și epitaxială. În primul rând creat pur și simplu pe la „vrac“ suprafața plăcii de siliciu. Acest tranzistor are dezavantajul că în mod constant de mare rezistență colector, de nedorit în cazul dispozitivului de comutare. Acest neajuns este absent atunci când se utilizează un material epitaxială - un strat de siliciu subțire cu rezistivitate ridicată, crescute deasupra unui strat gros de material puternic dopat (în care structura tranzistorul poate fi creat).
tranzistori epitaxiale.
Tehnologia epitaxial poate extinde domeniul de funcționare al tranzistoarelor, în special nucleul, prin reducerea rezistenței serie colector. Ea se bazează pe cultivarea unui strat semiconductor foarte subțire (suficient pentru formarea elementelor active) deasupra stratului inițial din același material (Fig. 6). Acest strat epitaxial este o continuare a structurii cristaline inițiale, dar nivelul de dopaj necesar pentru funcționarea tranzistorului. Substratul este puternic dopat (conținut de impurități de la aproximativ 0,1% dopaj), șlefuite cu grijă și apoi se spală ca defecte pe suprafata membranei afecteaza perfectiunea structurii stratului epitaxial.
Cultivarea strat epitaxial perfectă - un proces foarte complex, care necesită alegerea atentă a materialelor și menținerea în sistemul global excepțional curățenia. Stratul este cultivat prin depunere chimică de vapori, în mod tipic dintr-o stare de vapori a tetraclorurii de siliciu SiCI4. Atunci când se folosește hidrogenul care recupereaza SiCI4 la siliciu pur, și apoi depus pe substrat la o temperatură de aprox. 1200 ° C. Viteza de creștere a stratului epitaxial - ordinul 1 micron / min, dar poate fi ajustată. Pentru stratul de dopaj este introdus în camera de lucru arsenic (tip n impuritate), fosfor (n tip) sau bor (p tip). De obicei cultivate doar un singur strat, dar în unele cazuri, de exemplu în fabricarea tiristoare multistrat pregătite două straturi - o n -, iar celălalt p-tip. Grosimea stratului epitaxial este de la câțiva micrometri pentru tranzistori cu microunde înainte
100 microni pentru tiristoare de înaltă tensiune. Material epitaxial face posibilă producerea de tranzistori pentru amplificatoare și chei electronice.