Sunday, August 22, 2021

Tranzistorların hazırlanması

Tranzistorları hazırlamaq üçün əsasən planar-diffuziyalı və planar-epitaksial texnologiyadan istifadə edirlər. 


Bipolyar tranzistoru hazırlamaq üçün planar-diffuziyalı texnologiyada əvvəlcə p tipli altlığın səthində termiki oksidləşmə üsulu ilə silisium oksiddən nazik müdafiə qatı yaradılır (şəkil 10.8). Sonra fotolitoqrafıya üsulu ilə 1-ci oksid üzlüyü əmələ gətirmək üçün oksid təbəqəsinin üzünə işığa həssas olan emıılsiya-fotorezist çəkilir. Fotorezistin üzərinə üzlüyün tələb olunan rəsminin şəkli salmır, alınan təsvir aşkarlanır, fotorezistin işıq düşən hissələri xüsusi məhlulla təmizlənərək oksid təbəqəsinin üsto açılır. Sonra yenə məhlulla üstü açılmış sahədə oksid təbəqəsi həll etdirilib götürülür.


Nəticədə, inteqral mikrosxemdə tranzistorların verilən sayma uyğun və tələb olunan şəkildə deşiklər (pəncərələr) toplusu yaranır (şəkil 10.8b).
Bu pəncərələrdən altlığın dərinliklərinə n tipli aşqarlar diffuziya edilir və qonşu sahələrdən və altlıqdan bağlı p- n keçidlərlə izolə olunmuş n tipli qatlar—adacıqlar əmələ gəlir (şəkil 10.8c). Bu adacıqlar digər elementlərin yaranması üçün əsas təşkil edir və onların üzərində planar tranzistorlar yaradılır. Bunun üçün ikinci oksid üzlüyü vasitəsilə n tipli kollektor rolunu oynayan adacıqların dərinliyinə p tipli aşqarın diffuziyası həyata keçirilərək p tipli baza qatı əmələ gətirilir. Sonra üçüncü üzlükdən adalara n tipli aşqar diffuziya edilərək n tipli emitter yaradılır. Nəhayət, dördüncü oksid üzlüyündən qatları və lazımi elementləri birləşdirən yolların üzərinə metallaşdırılmış təmasları toz şəklində səpələyirlər (şəkil 10.8ç).
Planar-diffuziya texnologiyasının mənfi cəhəti odur ki, diffuziya altlığın səthindən həyata keçirildiyindən p-n keçidlərinin sərhədlərinin dəqiqliyi kiçik olur. Ona görə də aşqarlar altlığın qalınlığı boyu bərabər paylanmır: səthdə aşqarların konsentrasiyası dərinliklərə nisbətən daha çox olur.
Bu çatışmazlıq planar-epitaksial texnologiyada aradan qaldırılır.
İstənilən keçiriciliyə malik olan yarımkeçirici altlığın üzərinə qaz fazasından 10-15 mkm qalmlıqlı nazik yarımke- çirici qatının artırılması prosesinə epitaksiya deyilir. Epitak- siya nəticəsində artırılan (yetişdirilən) qatın kristal qəfəsi altlığın kristal qəfəsindən tam davamı olur. Epitaksial qatla altlıq izoləedici rol oynayır p-n keçidlə bir-birindən ayrılır.
Planar-epitaksial texnologiya ilə bipolyar tranzistoru hazırlamaq üçün p tipli yüksək müqavimətli altlıq və oksid təbəqəsi ilə örtülmüş n tipli epi taksi al qatdan istifadə edilir
(şəkil 10.9a). Sonra oksid qatından üzlük düzəldilir (şəkil 10.9b) və onun pəncərələrindən p tipli aşqarın diffuziyası təşkil edilir. Nəticədə, epitaksial qatda planar-diffuziyah texnologiyada almanlara bənzər bağlı p-n keçidlərlə izolə olunmuş ad acıqlar yaranır (şəkil 10.9c).

Bundan sonra planar—diffuziyalı texnologiyada, olduğu kimi adacıqlar əsasında tranzistor strukturları formalaşdırılır. Plaııar-epitaksial texnologiyada, aşqarlar epitaksial qat boyunca bərabər paylanır və p-n keçidlərin sərhədləri daha, dəqiq olur. MDY tranzistorlar da bu qayda ilə hazırlanır, lakin texnoloji əməliyyatların sayı 3-3,4 dəfə, tranzistorun tutduğu sahə isə 20-25 dəfə az olur.




Yarımkeçirici inteqral sxemlərində elementlərin hazırlanması

 Yarımkeçirici inteqral mikrosxemlər iki sinfə: bipolyar və MDY (metal-dielektrik-yanmkeçirici) inteqral mikrosxemlərə bölünür. Hər iki sinfə məxsus inteqral sxemlərin texnologiyası silisium lövhəsinə növbə ilə donor və akseptor aşqarları əlavə etməklə kristalın səthi altında müxtəlif keçiriciliyə malik nazik qatlar və qatların sərhədlərində p-n keçidlər yaradılmasına əsaslanır. Ayrı ayrı qatlar rezistor strukturları, p-n keçidlər isə diod və tranzistor strukturları kimi istifadə olunur.


Lövhəyə donor və akseptor aşqarlarının əlavə edilməsi bir-birindən kifayət qədər aralı (10-100 mkm) yerləşən ayrıayrı lokal sahələrdə baş verir. Bunun üçün deşikləri olan xüsusi maskalardan - üzlüklərdən ffototablolardan) istifadə edirlər. Üzlüyün deşiklərindən lazımi sahələrdə aşqar atomları yarımkeçirici lövhənin daxilinə keçir. Adətən, üzlük rolunu silisium lövhəsinin üstünü örtən oksid (SiOf) təbəqəsi oynayır. Bu təbəqədə xüsusi üsullarla tələb olunan deşiklər toplusu və ya başqa sözlə, tələb olunan rəsm həkk edilir (şəkili 0.6). Üzlükdəki (oksid təbəqəsindəki) deşiklərə pəncərə deyilir. Bipolyar inteqral sxemlərin əsas elementi n-p-n tipli tranzistordur. Bütün texnoloji dövr tranzistorun hazırlanmasına yönəlmişdir. Bütün başqa elementlər mümkün olduqca əlavə texnoloji əməliyyatlar olmadan tranzistorla eyni zamanda hazırlanmalıdır. Məsələn, rezistorlar n-p-n tranzistorun baza qatı ilə eyni zamanda hazırlanır və baza qatı qədər dərinlikdə (kristalda) yerləşir. Kondensator kimi əks qoşulmuş p-n keçidlərdən istifadə olunur. 

Bunların n qatları n-p-n tranzistorun kollektor qatına, p qatları isə baza qatına uyğun gəlir. MDY inteqral sxemin əsasını induksiya edilmiş kanallı MDY tranzistor təşkil edir. Rezistor rolunu ikiqütblü sxemi ilə qoşulmuş tranzistor oynayır. Kondensator kimi tranzistorun idarəedici elektrodunun altı
ilə eyni vaxtda hazırlanan dielektrik qatı, mənbə və mənsəblə eyni vaxtda hazırlanan yarımkeçirici lövhələr istifadə olunur. Bipolyar inteqral sxemin elementlərinin kristal vasitəsilə əlaqəsinin olmaması üçün onları bir-birindən izolə etmək lazımdır. Qonşu MDY tranzistorların qarşılıqlı
əlaqəsi olmur və onları bir-birinə çox yaxın yerləşdirmək mümkün olur. Bu, MDY inteqral sxemlərinin müsbət cəhətlərindən biridir. Yarımkeçirici inteqral mikrosxemlərdə transformatorlar və induktiv sarğaclar olmur. Çünki bərk cisimdə elektromaqnit induksiyasına ekvivalent olan hər hansı bir hadisəni
əldə etmək mümkün olmur. Əgər sxemdə transformator və induktiv sarğac tələb olunarsa ondan "asılmış" komponent kimi istifadə etmək lazımdır. Yarımkeçirici inteqral sxemlər qalınlığı 30-50 mkm
və diametri 50-100 mm olan silisium altlıqlarda planar texnologiya əsasında hazırlanır. Planar texnologiyaya görə hazırlanan elementlər yastı struktura malik olur, pn keçidlər və uyğun təmas sahələri altlığın bir (yuxarı) səthinə çıxır (şəkil 10.7). Silisium oksiddən olan təbəqə p-n keçid ləri xarici təsirdən qoruyur. 
Texnoloji dövr qurtarandan sonra altlıqları almaz kəsicilərlə və ya lazer şüası ilə ayrı-ayrı kristallara bölürlər və bunların hər biri ayrıca inteqral mikrosxem təşkil edir. Bundan əvvəl yarımkeçirici inteqral mikrosxemlərin elektrik parametrlərini ölçür və zay mikrosxemləri ayırırlar.

R.Hümbətov Elektronika




İzləyici sayı

Axtarış

Diqqət!

Müəllifin adı və ya blogun linkini istinad göstərmədən paylaşmaq, özünküləşdirmək qəti qadağandır. Sizə olunan yaxşılıqları qiymətləndirməyi bacarın.
Hörmətlə: Səfa Məcidov