확산 접합 트랜지스터

Diffused junction transistor

확산접합트랜지스터는 도판트를 반도체 기판에 확산시켜 형성된 트랜지스터이다.확산 프로세스는 양극성 접합 트랜지스터(BJT)를 만들기 위한 합금 접합 및 성장 접합 프로세스보다 늦게 개발되었습니다.

벨 연구소는 [1]1954년에 최초의 확산 접합 양극성 트랜지스터를 개발했다.

확산 베이스 트랜지스터

최초의 확산 접합 트랜지스터는 확산 기반 트랜지스터였다.이러한 트랜지스터에는 여전히 합금 방출체와 초기 합금 접합 트랜지스터와 같은 합금 수집기가 있었습니다.베이스만 기판에 확산되었다.때로는 기판이 컬렉터를 형성하기도 했지만 필코의 마이크로 합금 확산 트랜지스터와 같은 트랜지스터에서는 기판이 베이스의 대부분을 차지했습니다.

이중 확산

Bell 연구소에서 Calvin Southher Fuller는 이중 확산에 의해 이미터, 베이스 및 컬렉터를 직접 형성하는 방법에 대한 기본적인 물리적 이해를 이끌어냈습니다.이 방법은 [2]Bell의 과학사에 요약되어 있습니다.

"풀러에서는 낮은 원자량의 수용체가 공여체보다 더 빨리 확산된다는 것을 보여주었고, 이는 공여체와 적절히 다른 표면 농도의 수용체를 동시에 확산시킴으로써 n-p-n 구조를 가능하게 했다.첫 번째 n개 층(이미터)은 도너의 표면 농도가 높기 때문에 형성되었습니다(예를 들어 안티몬).베이스는 리셉터(알루미늄 등)의 확산 속도가 빨라졌기 때문에 형성되었습니다.베이스의 내부(콜렉터) 경계는 확산 알루미늄이 원래의 실리콘의 n형 배경 도핑을 더 이상 과대 보상하지 않는 곳에 나타났다.결과 트랜지스터의 기본층은 두께가 4μm였습니다.결과적으로 트랜지스터는 120MHz의 차단 주파수를 갖게 되었습니다."

메사 트랜지스터

메사(왼쪽) 테크놀로지와 평면(Hoerni, 오른쪽) 테크놀로지의 비교.치수는 도식적으로 표시됩니다.

Texas Instruments는 [3]1954년에 처음으로 접합 실리콘 트랜지스터를 만들었습니다.확산 실리콘 메사 트랜지스터는 1955년 벨 연구소에서 개발돼 1958년 [4]페어차일드 반도체에서 상용화됐다.

이러한 트랜지스터는 확산 베이스와 확산 방사체를 모두 가진 최초의 트랜지스터였다.불행히도 이전의 모든 트랜지스터와 마찬가지로 컬렉터-베이스 접합부의 가장자리가 노출되어 표면 오염을 통한 누출에 민감하므로 시간이 [5]지남에 따라 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 밀봉 밀봉 또는 패시베이션이 필요합니다.

평면 트랜지스터

평면 npn 양극 접합 트랜지스터의 단순 단면

이 평면 트랜지스터는 1959년 페어차일드 세미컨덕터의 장 호어니[6] 박사에 의해 개발되었다.이러한 트랜지스터를 만드는 데 사용된 평면 프로세스는 대량 생산된 모노리식 집적회로를 가능하게 했습니다.

평면 트랜지스터에는 오염으로부터 접합 가장자리를 보호하는 실리카 패시베이션 층이 있어 시간이 지남에 따라 트랜지스터 특성이 저하될 위험 없이 저렴한 플라스틱 패키징이 가능합니다.

최초의 평면 트랜지스터는 그 시기의 합금 접합 트랜지스터보다 훨씬 더 낮은 전환 속도를 가지고 있었지만, 대량 생산이 가능했고, 합금 접합 트랜지스터는 훨씬 비용이 적게 들었고, 평면 트랜지스터의 특성은 매우 빠르게 개선되어 이전의 모든 트랜지스터의 특성을 능가하고 더 빨리 만들었다.nsistors는 사용되지 않습니다.

레퍼런스

  1. ^ Bell Labs 시제품 확산 베이스 트라이오드, 트랜지스터 박물관, 트랜지스터 이력 사진 갤러리.
  2. ^ S. Millman 편집자(1983) 벨 시스템의 공학 및 과학사, 제4권: 물리과학, 벨 연구실 ISBN0-932764-03-7 페이지 426
  3. ^ Lécuyer, Christophe; Brock, David C. (2010). Makers of the Microchip: A Documentary History of Fairchild Semiconductor. MIT Press. ISBN 9780262014243., 페이지 11.
  4. ^ Lécyer & Brock 2010, 10-22페이지
  5. ^ Riordan, Michael (December 2007). "The Silicon Dioxide Solution: How physicist Jean Hoerni built the bridge from the transistor to the integrated circuit". IEEE Spectrum. IEEE. Retrieved November 28, 2012.
  6. ^ Fairchild 2N1613, 트랜지스터 박물관, 트랜지스터 역사 사진 갤러리.
  • F.M. Smits 편집자(1985) 벨 시스템의 공학 및 과학사, 제6권: 전자 기술, 페이지 43-57, 벨 연구소, ISBN 0-932764-07-X.