На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат Интегральные микросхемы на транзисторах со структурой металл - диэлектрик - полупроводник. Принципы работы, конструкция и классификация транзисторов данного вида. Четыре типа транзисторов. Вспомогательные элементы микросхем. Применение охранных колец.

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 22.02.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


13
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра РЭС
РЕФЕРАТ
На тему:
«КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МИКРОСХЕМ НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ»
МИНСК, 2008
Интегральные микросхемы на транзисторах со структурой металл - диэлектрик - полупроводник получили широкое распространение, и их производство составляет значительную долю продукции электронной промышленности. Они занимают доминирующее положение при выпуске таких изделий микроэлектроники, как полупроводниковые оперативные и постоянные запоминающие устройства, БИС электронных микрокалькуляторов, БИС микропроцессорных наборов.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ МДП-ТРАНЗИСТОРОВ

Транзисторы со структурой МДП представляют собой одну из разновидностей полевых транзисторов - активных полупроводниковых приборов, в которых используются эффекты дрейфа основных носителей под действием продольного электрического поля и модуляции дрейфового тока поперечным электрическим полем. Действие полевых транзисторов основано на перемещении только основных носителей заряда в полупроводниковом материале, в связи с чем эти транзисторы называют униполярными в отличие от биполярных, использующих оба типа носителей.

МДП-транзисторы имеют существенные преимущества перед биполярными по конструкции (размеры и занимаемая ими площадь относительно невелики, в принципе, отсутствует необходимость их изоляции) и электрофизическим параметрам (низкий уровень шумов, устойчивость к перегрузкам по току, высокие входное сопротивление и помехоустойчивость, малая мощность рассеивания, низкая стоимость).

В то же время БИС на МДП-транзисторах уступают БИС на биполярных транзисторах в технологической воспроизводимости, стабильности параметров и быстродействии.

МДП-транзистор имеет четыре электрода: исток, сток, затвор и подложку. Полупроводниковая область, от которой начинается дрейф основных носителей, называется истоком, область, в которой осуществляется дрейф основных носителей и амплитудная модуляция дрейфового тока,-каналом, область, к которой под действием поля движутся (дрейфуют) основные носители, - стоком, металлическая или полупроводниковая область, используемая для создания модуляции дрейфового тока, - затвором. Подложка является конструктивной основой МДП-транзистора.

Рис.1. Конструкция МДП транзистора

Области истока и стока одного типа электропроводности формируют на некотором расстоянии /к друг от друга локальной диффузией или ионным легированием (рис.1). Они изолированы друг от друга р-п переходами. Между ними поверх слоя диэлектрика расположен затвор, выполненный из проводящего материала.

Принцип действия МДП-транзистора основан на эффекте модуляции электропроводности поверхностного слоя полупроводникового материала, расположенного между истоком и стоком. Этот эффект вызывают наложением поперечного электрического поля в пространстве между проводящим затвором и полупроводниковым материалом (подложкой) за счет напряжения, подаваемого на затвор. Тип электропроводности канала обязательно совпадает с типом электропроводности областей истока и стока. Так как тип электропроводности истока, стока и канала противоположен типу электропроводности подложки, то сток, исток и канал образуют с подложкой р-п переход. В зависимости от типа основных носителей тока в канале различают п-канальные и р-канальные МДП-транзисторы. По конструктивно-технологическому исполнению МДП-транзисторы подразделяют на две разновидности: со встроенным и с индуцированным каналами (рис.2). Встроенный канал предусмотрен конструктивно и создается на этапе производства транзистора легированием при поверхностной области между истоком и стоком. Создавая электрическое поле в структуре металл - диэлектрик - полупроводник, можно управлять электропроводностью канала и соответственно током, протекающим между истоком и стоком. Так, при отрицательном относительно n-канала напряжении на затворе в канале у границы полупроводника с диэлектриком концентрация электронов снижается и проводимость канала уменьшается (режим обеднения) (рис.2, а). В р-канальном МДП-транзисторе в зависимости от величины и полярности напряжения на затворе наблюдается обеднение (u3>0) или обогащение (u3<0) канала дырками (рис.2, б).

В МДП-транзисторе с индуцированным каналом (рис.2, в) при нулевом напряжении на затворе канал отсутствует.

Рассмотрим качественно принцип действия транзистора с индуцированным каналом n-типа (рис.2, в). Пусть транзистор включен так, что на подложку подается самый отрицательный потенциал, а на затвор 0. В результате р-п переходы исток - подложка и сток - подложка будут смещены в обратном направлении. Ток через обратносмещенный р-n переход мал, что соответствует высокому сопротивлению между областями исток - сток.

Рис.2. Структуры и условные обозначения МДП-транзисторов: со встроенными п-(а) и р-каналом (б), с индуцированными л-(в) и р-каналом (г); И - исток; 3 - затвор; С - сток; П - подложка.

И если к областям исток - сток подключить питание, ток носителей от истока к стоку будет ничтожно мал, т.е. транзистор будет закрыт. Обратим внимание на то, что структура затвор - диэлектрик - полупроводник подобна конденсаторной структуре, и приложим к затвору положительный потенциал. Под его действием в окисле и тонком приповерхностном слое проводника будет создано электрическое поле с напряженностью, пропорциональной напряжению на затворе и обратно пропорциональной толщине диэлектрика. Под действием этого поля электроны, имеющиеся в подложке, будут притягиваться к поверхности полупроводника, а дырки отталкиваться. Тем самым будет изменяться концентрация носителей в тонком приповерхностном слое (4...5 нм) полупроводника между областями исток - сток. Вначале образуется слой, обедненный акцепторами, а затем, по мере роста положительного смещения на затворе, инверсионный слой электронов. При некотором напряжении на затворе, именуемом пороговым (Uo), между истоком и стоком образуется проводящая область - канал - с очень низким сопротивлением. Транзистор будет открыт. После этого ток стока принимает определенное значение при определенном напряжении на затворе. Поскольку входной управляющий ток (в цепи затвора) ничтожно мал по сравнению с управляемым (в цепи исток - сток), получается значительное усиление мощности, гораздо большее, чем у биполярных транзисторов. МДП-транзистор является эффективным усилительным прибором.

Электрическое сопротивление канала зависит от его длины и ширины, оно модулируется напряжением на затворе и3 и зависит от напряженности наведенного поля в полупроводнике, обратно пропорционально толщине диэлектрика и прямо пропорционально диэлектрической проницаемости диэлектрика.

Таким образом, для формирования индуцированного канала в n-канальном транзисторе на затвор необходимо подать положительное напряжение определенной величины, а в р-канальном - отрицательное. Транзисторы с индуцированным каналом работают только в режиме обогащения.

Исток и сток в принципе обратимы, и их можно менять местами при включении транзистора в схему. В этом случае при симметричной структуре транзистора (сток и исток могут различаться формой, размерами, площадью) его параметры сохраняются.

Здесь целесообразно остановиться на нежелательном явлении возникновения индуцированных каналов в полупроводниковых структурах под действием положительного электрического заряда в окисле. Этот заряд возникает при формировании окисла на поверхности полупроводникового материала любого типа проводимости и обусловлен внедрением в него из окружающей атмосферы, материалов технологической оснастки и оборудования положительных ионов щелочных и щелочноземельных металлов. Он получил название встроенный заряд. Расположение такого заряда над полупроводником р-типа электропроводности приводит к увеличению в его приповерхностном слое числа электронов и уменьшению концентрации дырок. При значительной величине встроенного заряда и малой концентрации акцепторной примеси в полупроводнике это приводит к самопроизвольному образованию вблизи границы окисел - полупроводник индуцированного канала. Именно это явление долгое время препятствовало созданию эффективной технологии производства микросхем на n-канальных МДП-транзисторах. Получалось, что некоторые (или даже все) транзисторы оказывались во включенном состоянии в отсутствие потенциала на затворе. При производстве микросхем на р-канальных транзисторах встро и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.