Взаимосвязь между внешне проявляющимися свойствами материалов и их внутренним строением, страница 16


                              БАЗА                                                 КОЛЛЕКТОР                              ЭМИТТЕР

АЛЮМИНИЙ а силицид ПЛАТИНЫ О КРЕМНИЙ а хром КРЕМНИЙ р-ТИПА УТОПЛ ЕН Н Ы Й

 оксид С НИТРИД КРЕМНИЯ О КРЕМНИИ п-ТИПА оо ДЫРКИ

О ДИОКСИД КРЕМНИЯ О СИЛЬНОЛЕГИРОВАННЫЙ КРЕМНИЙ                элю-ктроны

п-ТИПА

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР, по сути, является переключателем: когда к его базе прикладывается напряжение, он может «включиться» или «выключиться». Когда транзистор включен, ток течет от эмиттера к коллектору; когда транзистор выключен, ток через него не протекает. В биполярном транзисторе типа р-п-р, который изображен здесь, база изготовлена из кремния п-типа, т. е. из кремния, в котором имеются избыточные свободные электроны. Эмиттер и коллектор изготовлены из кремния р-типа, т. е. из кремния, в котором имеются «дырки», или незаполненные электронные состояния, свободно передвигающиеся в кристалле, подобно пузырькам в жидкости. Хотя дырки не являются реальными частицами, они тем не менее несут положительный заряд. В рабочем режиме потенциал на эмиттере поддерживается равным нулю, а на коллекторе — большое отрицательное напряжение. Когда на базу подается небольшое отрицательное напряжение, дырки из эмиттера переходят в коллектор. Когда напряжение на базе падает до нуля, ток перестает течь: переход дырок из эмиттера в коллектор прекращается.

               исток      ЗАТВОР     сток               исток       ЗАТВОР     сток

Осилицид ТИТАНА ОХИМИЧЕСКИ ОСАЖДЕННЫЙ ОКСИД

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР изготавливается путем создания в кремниевой подложке трех элементов: затвора, истока и стока, которые соответствуют базе, эмиттеру и коллектору в биполярном транзисторе. Здесь изображены два полевых транзистора: р-канальный (слева) и п-канальный (справа). Когда к затвору р-канального транзистора подводится отрицательное напряжение, дырки из подложки устремляются к нему, создавая проводящий канал непосредственно под изолирующим слоем диоксида кремния. По этому каналу другие дырки переходят от истока к стоку. Когда напряжение на затворе становится равным нуто, дырки в подложке уходят обратно в толщу полупроводника и ток перестает течь. п-канальный полевой транзистор рабЬтает так же, но к его затвору подводится не отрицательное, а положительное напряжение.


содержащую примерно равные количества положительных ионов и электронов. Изменяя направление пучка, можно производить удаление атомов в заданных участках на кристалле. Помимо того что используемый при плазменном травлении пучок имеет выслую направленность, эта технология обладает еще одним преимуществом — она не требует использования каких-либо жидкостей, в результате чего исключается возможность коррозии или попадания жидкости в имеющиеся в кристалле полости. В то же время у данной технологии есть недостатки — частицы плазмы, с большой кинетической энергией, могут вызывать физические повреждения поверхности кристалла. Поэтому необходимо либо найти способ получения плазмы с частицами меньшей энергии, либо разработать метод защиты поверхности кристалла от повреждения.

Уменьшение размеров того или иного прибора выдвигает перед инженерами и другие технические проблемы. Например, с уменьшением размеров полевого транзистора изолирующий слой диоксида кремния на его поверхности становится тоньше. Если толщина изолирующего слоя будет слишком малой, то электроны, подводимые к затвору для переключения транзистора, могут «туннелировать», или просачиваться через подзатворный диэлектрик в кремниевую подложку. При этом режим работы транзистора (в современной его конструкции) нарушается. Кроме того, под действием сильных полей может происходить необратимое разрушение изолирующего слоя. Особую важность в этой связи приобретает проблема поиска таких изолирующих покрытий, которые могли бы выдерживать воздействие электрических полей нужной величины.