Analiza și Modelarea Tranzistoarelor Bipolare - KT914

Tehnologia de fabricare a tranzistorului KT914.

Tranzistorul este un dispozitiv având o structură de tip n-p-n sau p-n-p, la care regiunea din mijloc, adică baza trebuie să fie foarte subţire şi puţin dotată cu impurităţi. Se consideră a nota cu E-emitorul, cu B-baza şi C-colectorul.

Pentru faricarea tranzistorului KT914, care este de tip p-n-p, se foloseşte metoda epitaxial-planară. Din punct de vedere constructiv dispozitivele epitaxial-planare sunt caracterizate cu aceea că toate straturile sunt realizate pe una şi aceeaşi parte a plachetei, deaceea şi electrozii sunt plasaţi pe aceeaşi parte.

Epitaxia reprezintă procesul de creştere a straturilor monocristaline pe plachetă cu păstrarea orientării cristalografice.

Epitaxia ocupă locul intermediar între procesele de bază şi cele ajutătoare. În principiu ea poate garanta formarea neregularităţilor locale, totodată această orientare este slab prelucrată şi în timpul de faţă epitaxia de obicei se foloseşte ca mijloc de a primi plachete în forma straturilor foarte subţiri depuse pe plachete foarte groase.

Procesul epitaxiei pentru siliciu constă în felul următor. Placheta monocristalină de siliciu se află în fluxul de hidrogen, conţinînd vapori de compuşi ale siliciului cu halogenii (de obicei SiCl4) la temperaturi mari (1200C şi mai sus) la suprafaţa plachetei se petrece reacţia:

SiCl4+2H2=Si+4HCl

în rezultatul căreia la suprafaţa plachetei se depune siliciul curat, iar vaporii de HCl sunt evacuaţi odată cu fluxul de hidrogen. Statul epitaxial de siliciu monocristalin are aceeaşi orintaţie cristalografică ca şi placheta.

Dacă la vaporii de SiCl4 adăugăm BBr3 sau PCl3, atunci stratul epitaxial va avea nu conductibilitate proprie dar conductibilitate prin goluri sau prin electroni, după care în timpul reacţiei chimice în siliciu se întroduc atomii acceptori de bor sau atomii donori de fosfor.

În aşa mod, epitaxia permite creşterea straturilor monocristaline de conductibilitate şi rezistenţă diferite pe plachetă, avînd aceeaşi parametri.

Graniţa între stratul epitaxial şi plachetă nu este ideală, deoarece în procesul de epitaxie are loc difuzia între atomii de la suprafaţă a plachetei şi atomii din stratul epitaxial. De aceea prin epitaxie nu se poate de depus mai multe straturi. Cu ajutorul epitaxiei se poate de depus pe plachetă un strat foarte subţire (1m) ce nu este posibil de depus prin celelalte tehnologii.

2. Procedee fizice în tranzistorul bipolar cu structura p-n-p.

Pentru a descrie procesele fizice ce au loc în tranzistor să analizăm în linii generale principiul de funcţionare al unui model simplificat al tranzistorului. În calitate de acest model vom lua un tranzistor p-n-p, confecţionat prin aliere, cuplat în schema cu bază comună. Vom considera că concentraţiile impurităţilor în emitor şi colector sînt aproximativ egale ( ), iar concentraţa impurităţilor în regiunea bazei este cu mult mai mică ( ).