Struktury tranzistoru MOS


Struktury MOS a také příslušné technologie dělíme podle několika hledisek
- podle typu kanálu (vodivost P, N nebo obě, zkratky PMOS, NMOS a CMOS) a způsobu jeho vytvoření (trvalý a indukovaný, ve zkratce předpona E a D)
- podle materiálu elektrody hradla (Al, poly-Si, těžkotavitelné kovy nebo jejich silicidy)

Technologie struktur PMOS a NMOS jsou na první pohled duální.


PMOS

NMOS

Rozdíl je pouze v použité vodivosti substrátu a typech difůzí. Předností obvodů NMOS je vyšší rychlost spínání oproti PMOS (asi 2 až 3 krát v důsledku vyšší pohyblivosti elektronů než děr. Použitím hradlové elektrody z poly-Si, použitím iontové implantace a volbou síly a složení hradlového oxidu je možné snížit prahové napětí pod 1V).

Jednou z nejzákladnějších metod výroby unipolárních tranzistoru struktury MOS je s řídící elektrodou z hliníku.

Snahou všech výrobců obvodů MOS je snížit na minimální hodnotu parazitní kapacity mezi hradlem a kolektorem a emitorem. Metody, které různým způsobem omezují překrývání elektrod se nazývají samozákrytové (samomaskovací, self-alignment). Používané samozákrytové technologie rozdělujeme do dvou skupin:

A) vrstva Si3N4 se používá jako maska pro selektivní oxidaci (SiO2) nebo oblastmi kolektoru a emitoru. Při dalším kroku se maskovací vrstva Si3N4 zamění za tenkou vrstvu SiO2. Do této skupiny patří
- metoda tlustých oxidových vrstvech SATO (Self-Aligned Thick Oxide)
- metoda PLANOX

B) samozákrytu je dosaženo tím, že hradlová elektroda slouží jako maska po dobu dotování oblastí kolektoru a emitoru.

- metoda SiGMOS (Silicon Gate MOS)

Jako další skupinou jsou tranzistory CMOS. Základním prvkem integrovaných obvodů vyráběných technologií CMOS (Complementary MOS) je sériová kombinace tranzistorů NMOS a PMOS.

Při výrobě tranzistorů se používají tyto technologické postupy:

Epitaxe - vytvoření epitaxní vrstvy polovodiče na základní desstičce substrátu
Oxidace - nanesení oxidační vrstvy SiO2 na polovodičovou destičku. Hlavní použití oxidačních vrstev jako maskovací vrstvy, hradlové nebo fosinační (vnější ochranná vrstva).
Litografie - osvícení masky rezistu pro vytvoření okének pro následnou difúzi nebo implantaci.
Leptání - odstranění osvícená vrstvy rezistu a přenesení motivu do oxidační podložky.
Difúze - dlouhodobá reakce, při které se atomy a molekuly polovodiče zabudovávají v reaktorech do polovodičové vrstvy na destičce.
Implantace - ionty jsou vstřelovány do základní desky polovodičového materiálu.
Metalizace - vytváření vodivých vrstev a kontaktů





 úvod  |  obsah  ||  teorie |  charakteristiky |  pracovní bod |  struktury