ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимический способ изготовления высокочастотных транзисторов из "Электрохимия германия и кремния" Схема устройства поверхностно-барьерного триода показана на рис. 87. [c.155] Поверхностно-барьерный триод представляет собой пластинку германия электронного типа проводимости, в которой с двух противоположных сторон электрохимически вытравлены две лунки диаметром приблизительно 0,4 мм. На дно этих лунок гальванически наносятся индиевые осадки диаметром около 0,075 и 0,15 мм, соответственно служащие эмиттером и коллектором. [c.155] Германиевый поверхностно-барьерный триод имеет структуру типа р—п—р и может быть изготовлен только из материала п-типа. [c.155] Поверхностный барьер охватывает слой кристалла толщиной около 2,5 мк. Для образования инверсионного слоя необходима возможно большая плотность поверхностных состояний. Экспериментально обнаружено, что лрирода металла оказывает значительное влияние на плотность электронных поверхностных уровней. Наибольшая высота потенциального барьера получается при использовании в качестве металлических контактов индия, цинка, кадмия, олова и меди. [c.156] В поверхностно-барьерном триоде ток, проходящий через эмиттер в прямом направлении, вызывает инъекцию дырок в базовую область. Вследствие разности концентраций дырки диффундируют к коллектору, т. е. происходит процесс, наблюдаемый в обычных плоскостных триодах . [c.156] При работе кристаллического триода на токе высокой частоты его усилительные свойства ухудшаются. Это явление связано с тем, что среднее время передвижения неосновных носителей тока от эмиттера к коллектору становится сравнимым со временем изменения сигнала. Кроме того, с ростом частоты повышается активная и реактивная проводимости коллектора. [c.156] Из уравнения видно, что высокочастотные транзисторы должны иметь очень небольшую ширину базовой области и малые значения емкости коллектора и сопротивления базы. [c.157] В поверхностно-барьерном триоде расстояние между эмиттером и коллектором составляет 4—5 мк. Получить такую перемычку механическим путем без повреждения поверхностного слоя кристалла не представляется возможным. Механические нарушения и неровности поверхности германия в месте контакта с металлом создают неэффективные и малоустойчивые поверхностные барьеры. Поэтому изготовить поверхностно-барьерный триод с заданными геометрическими размерами можно только при помощи электрохимических методов. [c.157] Для улучшения электрических параметров прибора целесообразно создавать лунки с более плоским дном. Плотность тока анодного растворения германия падает с увеличением расстояния по радиусу от оси струи. Поэтому четко очерченные лунки получаются при использовании электролита с высоким удельным сопротивлением, тогда как большие и плоские лунки образуются в электролите с невысоким удельным сопротивлением. Так как германий анодно растворяется в водных растворах кислот, щелочей и солей, то при проведении процессов травления и осаждения металла целесообразно использовать электролиты, из которых данный металл может быть легко осажден при подаче на германий отрицательного смещения. [c.159] Электролиты, применяемые в промышленности для осаждения индия, не пригодны для струйного метода. Для того чтобы индий осаждался только на дно вытравленной лунки, а не по всей поверхности, необходимо ухудшить рассеивающую способность электролита. Это достигается удалением из электролита компонентов, способствующих повышению его электропроводности (сернокислый натрий). Кроме того, концентрация соли индия может быть значительно уменьшена, так как концентрационная поляризация при работе струйным методом крайне невелика. [c.159] Размеры осадков уменьшаются с понижением pH что, вероятно, связано с уменьшением выхода металла по току при подкислении раствора. [c.160] Изготовленные таким путем пластинки с поверхност-но-барьерным переходом в дальнейшем собираются на специальной металлостеклянной ножке. [c.160] Метод струйного электрохимического травления н осаждения металла нашел свое применение и при изготовлении других типов высокочастотных транзисторов микросплавного , микросплавного с диффузионной базой , поверхностно-вплавного кремниевого транзистора , технетрона и др. [c.160] Микросплавные транзисторы с однородной и диффузионной базами представляют собой конструктивное усовершенствование поверхностно-барьерного триода. Основными недостатками последнего являются малая эффективность эмиттера и высокое базовое сопротивле ние, что отражается на усилительных и частотных свойствах прибора. [c.160] Технология изготовления микросплавных триодов отличается от технологии изготовления поверхностнобарьерных триодов тем, что после операции электролитического струйного травления и электроосаждения индия проводится неглубокое вплавление индиевых осадков. Этот процесс значительно повышает эффективность выпрямляющих контактов металл — полупроводник. [c.160] НЫМ базовым выводом травится электрохимическим струйным методом с коллекторной стороны так, что полностью протравливается верхний диффузионный слой и образуется лунка у границы нижнего диффузионного-слоя. После неглубокого протравливания с эмиттерной стороны на дно лунок осаждаются индиевые эмиттер и коллектор и проводится процесс микровплавления. Микросплавные триоды с диффузионной базой могут работать на частотах до 500 мгц и выше. [c.161] В униполярном транзисторе типа технетрон электрохимическим струйным методом вытравливается кольцевая канавка вокруг цилиндрического образца германия, а индий осаждается на дно канавки. [c.161] Струйное электрохимическое травление находит применение и в технологии изготовления кремниевых транзисторов, например кремниевых поверхностно-вплавньис триодов . В отличие от германия, для струйного травления кремния могут быть использованы только электролиты, содержащие в качестве компонентов плавиковую кислоту и ее соли. Шмидт и Кейпер рекомендуют для травления кремния электролит, содержащий 30 см 48%-ной HF и 8,4 г NaF на 1 л воды (/=70° С). Авторы подчеркивают, что при травлении кремния п-типа необходимо интенсивно освещать место травления в их опытах на поверхности кремния площадью 1 мм концен трировался свет лампы мощностью 1 кет. [c.161] На кремнии р-типа удается получить лунки с гладкой поверхностью дна без дополнительного освещения. Кроме того, содержание плавиковой кислоты в электролите может быть несколько уменьшено . Вследствие высокой электропроводности электролита кремний растворяется по всей поверхности, поэтому в щелочных растворах вытравить четко очерченное углубление не удает ся. При изготовлении кремниевых поверхностно-вплав-ных триодов в кремнии п-типа вытравливаются лунки, на дно которых через специальные маски напыляется алюминий последний затем вплавляется в специальных печах. [c.162] Вернуться к основной статье