раздела для электронов возникает потенциальный барьер высотой около 0,6 эВ. Это несколько меньше высоты потенциального барьера р-п-перехода коллектора.

В этих условиях при прямом смещении коллекторного перехода, а следовательно, и при прямом смещении диода Шоттки (контакт алюминий - кремний п-типа) основная часть прямого тока коллектора будет проходить через диод. Во-первых, электроны из п-области коллектора будут проходить в металл, и инжекции дырок в п-область коллектора не будет, следовательно, не будет накопления неосновных носителей заряда в высокоомной области коллектора. Во-вторых, из-за меньшей высоты потенциального барьера на диоде Шоттки в режиме насыщения будет меньше накопление неосновных носителей заряда в базе транзистора, следовательно, меньше время рассасывания и больше скорость переключения.

Изготовление интегрального транзистора с диодом Шоттки не требует дополнительных технологических операций. Достаточно сменить фотошаблон при фотолитографии.

Униполярные транзисторы ИМС. В ИМС применяются униполярные транзисторы с управляющим р-п-переходом и изолированным затвором (МДП-транзисторы).

Транзистор с управляющим р-п-переходом (рис. 9.12) представляет собой прибор, в котором управляющая область - затвор образует р-п-переход с областью канала. Такие р-п-переходы формируют технологическими способами, используемыми при изготовлении ИМС на биполярных транзисторах.

ИМС на МДП-транзисторах также изготовляют по планарной технологии с применением методов, аналогичных изготовлению ИМС на биполярных транзисторах с изоляцией элё-тентов от подложки с помощью изолирующих р-п-переходов.

Сложной технологической проблемой при изготовлении ИМС ка МДП-транзисторах является недостаточная толщина слоя оксида под затвором, точность процесса совмещения металлизации затвора с областью канала и предотвращение перекрытия затвором областей стока и истока, уменьшение длины канала, что позволяет увеличить быстродействие транзистора. Малая толщина слоя оксида под металлизацией при высоких потенциалах на шинах разводки может привести к Зс1тВор-дисрсрузионныи. слой. siO образованию паразитных МДП-У / транзисторов (за счет образова-

Канал п \

Подложка Si

ния паразитных р-каналов), увеличению токов утечки, способствовать замыканию разводки на подложку и порче транзистора, у- Эти недостатки устраняются Зттаксиамный. Изолирующий при изготовлении МДП-транзи-•"" "0 сторон по самосовмещенной тол-

Рис. 9.12. Униполярный транзистор с стоокисной (ССТО) технологии управляющим р-п-переходом По этой Технологии после выра-

у/

\ I r.

S Al

в Al 7

Рис. 9.13. Схема формирования ЛЩП-транзистора со ССТО технологии

щивания толстого оксида I (до 1,5 мкм) вытравливают окно 2 (рис. 9.13) для покрытия тонким оксидом 5 толщиной до 0,2 мкм. Затем вся пластина покрывается слоем 4 материала затвора (А1, Мо, Сг или поликристаллического кремния). С помощью фотолитографии оставляют слой металла 5 только над областью затвора. Затем методом диффузии или ионного легирования создают области стока 6 и истока 7. Электрод затвора при этом служит маской, что позволяет уменьшить емкости (в особенности затвор - исток) транзистора и повысить его быстродействие.

В последнее время в отличие от обычной технологии при изготовлении ИМС на биполярных и МДП-транзисторах применяется маскировка нитридом кремния Si3N4. При ней на поверхности монокристалла кремния вместо SiOj осаждают слой Si3N4. Затем Б этом слое вытравляют окна для диффузии истоковой и стоковой областей. После формирования стока и истока 81зЫ4 удаляют травлением, оставляя его только в области последующего .расположения затворного оксида. На следующем этапе производства методом термического оксидирования выращивают толстый слой оксида. Слой нитрида защищает от термического окисления лежащий под ним слой кремния, поэтому толстые пленки образуются лишь на протравленных участках. Затем нитрид полностью удаляют и выращивают затворный оксид, формируют контактные окна и наносят металл контактов затвора, истока, стока и межэлементных соединений. При этой технологии автоматически происходит самосовмещение затвора и снижается перекрытие им областей стока и истока, благодаря чему уменьшается емкость затвор - исток и повышается предельная частота ИМС.

Униполярные транзисторы с.каналами п-типа по сравнению с транзисторами с каналами р-типа обладают большим быстродействием (подвижность электронов больше, чем подвижность дырок), меньшим значением порогового напряжения (1-5-В). Это позволяет применять низковольтные источники питания и увеличивать плотность размещения элементов, обеспечивать хорошую совместимость с ИМС на биполярных транзисторах. Основная причина, препятствующая созданию ИМС на МДП-транзисторах

с п.-1каналом, - это возникновение паразитных связей, являющихся главным источником отказав п-канальных ИМС.

В связи с разработкой БИС на МДП-структурах в технологию ИМС на МДП-транзисторах введено ряд усовершенствований: модифицирован диэлектрик под затвором (SiOs, заменен двойным слоем Si02-Si3N4); заменен материал затвора (используется молибден или поликристаллический кремний, обеспечивающие лучшее самосовмещение и более плотное размещение элементов), уменьшены размеры МДП-структур, что повысило быстродействие схем, увеличило плотность упаковки элементов при меньшей рассеиваемой мощности и стоимости их изготовления.

Комплементарные структуры биполярных и МДП-транзисторов. Комплементарные структуры представляют собой пары р-п-р и п-р-п транзисторов или МДП-транзисторов с п- и р-каналами на одном кристалле.

Комплементарные структуры изготовляют на одной подложке в отдельных, изолированных от подложки (р-п-переходом или диэлектрической пленкой) областях. Комплементарные биполярные транзисторы формируют в виде горизонтальной и вертикальной структур. В транзисторах с горизонтальной структурой (рис. 9.14, а) эмиттер, база и коллектор расположены в одной горизонтальной плоскости, поэтому инжектированные в базу неосновные носители перемещаются параллельно поверхности кристалла. Их именуют торцовыми, или литеральными транзисторами. В вертикальных структурах (рис. 9.14,6) база располагается под эмиттером, а инжектированные неосновные носители перемещаются перпендикулярно поверхности кристалла.

Подобным способом формируют комплементарные МДП-транзисторы с различным типом проводимости канала. Возможно также изготовление комплементарных структур на подложках разного типа проводимости с последующим соединением их между собой.

Применение комплементарных структур позволяет улучшить характеристики ИМС, увеличить плотность размещения элементов, уменьшить токи утечки и потребляемую мощность, облегчить соединение и согласование отдельных элементов. Перспективны монолитные ИМС, на одном кристалле которых получены комплементарные структуры биполярных и МДП-транзисторов.

Л) р-п-р

п-р-п

Э Б к I 1

п-р-п 3 пи-емок КЭБ.

Рис. 9.14. Комплементарные транзисторы