Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1985/D19850805Elc028.shtml

Структуры мощных МОП-транзисторов

Горизонтальная структура обычных малосигнальных n-канальных МОП-транзисторов включает в себя две слаболегированные1{Здесь, по-видимому, должен быть термин «сильнолегированные». — Прим. перев.} n+-области, созданные с помощью процесса диффузии в слаболегированной подложке р-типа. Области n+-типа выполняют функции истока и стока; между ними лежит канальная область. Создание мощных МОП-транзисторов стало возможным после изобретения структур с самосовмещением, изготовляемых методом двойной диффузии. В этих структурах можно было реализовать малую длину каналов, что в свою очередь позволяло повысить плотность тока. Использование слаболегированной n+-области между каналом и стоком n+-типа привело к увеличению уровня обратных пробивных напряжений (рис.а).

Указанные усовершенствования привели к созданию горизонтальной структуры МОП-транзистора с двойной диффузией, в которой все внешние контакты прибора были выведены на верхнюю поверхность кристалла. Основной недостаток этих структур заключался в неэффективном использовании площади кремниевых кристаллов. Размещение контакта стока на нижней поверхности кристалла и протравливание V-образных канавок сквозь области n+- и p-типа, полученные с помощью двойной диффузии, позволили создать структуры МОП-транзисторов с малым сопротивлением между стоком и истоком (рис.б). Фирма Motorola модифицировала структуру с V-образными канавками, разработав мощные TMOS-транзисторы. В этих транзисторах затвор выполняется из поликремния заключенного между двумя слоями окисла, а слой металлов истока наносится на всю активную область. В результате появляется возможность изготовления высоковольтных приборов с малым сопротивлением в открытом состоянии. Так как сопротивление кремния n-типа вдвое меньше, чем кремния p-типа, для n-канальных МОП-транзисторов требуется вдвое меньшая площадь кристалла, чем для р-канальных МОП-транзисторов, имеющих такое же сопротивление в открытом состоянии. Ввиду этого n-канальные приборы будут стоить меньше, чем p-канальные. Кроме того, недостатком мощных p-канальных приборов является низкая подвижность дырок — основных носителей заряда (она в пять раз меньше, чем подвижность электронов), что также приводит к более высокому сопротивлению для заданной величины площади кристалла.

Путем параллельного включения ряда небольших ячеек можно изготовлять мощные n-канальные МОП-транзисторы с более высоким рабочим током и уменьшенной величиной сопротивления в открытом состоянии. В качестве примера можно указать мощные МОП-транзисторы серии Econofet фирмы Siemens AG на напряжение 50 В и ток 12 А, имеющие в открытом состоянии сопротивление не более 0,12 Ом, а также транзисторы серии VN фирмы Siliconix, работающие при мощности до 250 Вт, имеющие сопротивление в открытом состоянии не более 0,035 Ом и рассчитанные на напряжение 100 В.

Говард Бирман

Родительская статья:

Начало промышленного выпуска «разумных» мощных ИС

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 58, No.16 (723), 1985г - пер. с англ. М.: Мир, 1985, стр.63

Electronics Vol.58 No.30 July 29, 1985 A McGraw-Hill Publication

Electronics Vol.58 No.31 August 05, 1985 A McGraw-Hill Publication

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Полупроводниковые приборы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:55 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1985/D19850805Elc028.shtml