Главная Отечественные полупроводниковые аналоги



Близкими по техиологии изготовления к сплавно-диффузиониым транзисторам являются конверсионные транзисторы.

Разновидностью сплавно-диффузионных и диффузионных транзисторов являются транзисторы, изготовленные в виде мезаструктуры. Они изготавливаются для работы на частотах порядка 800-1000 МГц н характеризуются малыми значениями емкости Ск и сопротивления базы. Большинство мощных кремниевых транзисторов, изготовленных с помощью двойной односторонней диффузии, представляет собой мезаиланариые приборы. Необходимо отметить, что в отличие от метода сплавления принципы получения диффузионных структур применимы для групповой технологии.

Наряду с методами одинарной и двойной диффузии применяются методы тройной диффузии (преимущественно для изготовления меза- и планарных транзисторов), например для создания высоковольтных транзисторов.

Мощные приборы с двойной диффузией и охранным кольцом, расположенным по периметру коллекторного перехода для сняження токов утечки, обладают высокой линейностью A2ie, малым кЭнас- приборов с тройной диффузией - большая область безопасной работы, выше прибивные напряжения, но ниже усиление и fp.

Современнее полупроводниковые приборы обычно язготавливаются по планарной технологии, являющейся модификацией диффузионной технологии. Основным преимуществом планарной технологии является обеспечение точных размеров переходов и их защита от воздействия внешней среды и загрязнений. В плакарной структуре переходы находятся под защитным слоем двуокиси кремния, поэтому многие проблемы, связанные с поверхностными явлениями, устраняются, В гермаиисвых планарных транзисторах также применяются покрытия нз двуокиси кремния. В качестве дополнительного пассивирующего слоя в планарных приборах может использоваться нитрид кремния, что увеличивает стабильность транзисторов н возможность их работы при более высоких температурах. Кроме указанных преимуществ, планарные приборы имеют большую долговременную стабильность свойств, малые обратные токн, большое усиление при малых токах, однородность параметров н возможность изготовления в едином технологическом процессе большого числа структур.

В настоящее время имеются планарные транзисторы (например, отечественные КТ104, КТ201, КТ203, КТ208, КТ209, КТ501), которые позволяют по совокупности параметров заменять в схемах сплавные транзисторы как германиевые, так и кремниевые.

Для улучшения параметров мезаиланарных н планарных транзисторов используют методы встречной д1£ффузни и эпитаксяального выращивания. С помощью эпитаксиальной технологии реализуется двухслойная структура, коллектора: низкоомная исходная пластина и выращенный тонкий высокоом-ный слой. Для маломощных траизясторов эпнтакснальиое выращивание практически полиостью заменило встречную диффузию. В настоящее время Метод эпитаксиального выращивания считается более перспективным, чем метод обратной эпнтаксии (обращенного эпитаксиального наращивания) и метод встречной диффузии. Применение эпитакснальных пленок улучшает Три параметра диффузионных транзисторов: повышает пробивное напряжение коллекторного перехода, уменьшает сопротивление коллектора г. и

емкость Ск. Кроме того, эпитаксиальные приборы имеют более слабую зависимость коэффициента усиления от тока эмиттера.

Для создания современных СВЧ транзисторов используется технология ионного легирования, илн ионной имплантации (внедрения) примесей. Этот Метод позволил получить сопротивление базы, много меньшее, чем при диффузионном методе, и сверхтонкий базовый слой (глубина залегания всех переходов менее 1 мкм). Кроме того, имплантация ионов может осуществляться при низких температурах, что позволяет сохранить электрофизические свойства исходного материала. Процесс легирования возможно автоматизировать, Вследствие чего повышается также воспроизводимость электрических параметров приборов.

Для СВЧ приборов на арсениде галлия для получения очень тонких Структур испольуется метод молекулярно-лучевой эпнтаксии.



Для получения больших мощностей ка высоких частотах используются такие структуры, как гребенчатая, многоэмиттерная, матричная и т. п. Для малосигиальиых СВЧ транзисторов оптимальной является гребенчатая (по-лосковая) геометрия,

В современных мощных транзисторах имеются интегральные эмиттерныа резисторы (диффузионные или тоикопленочные) для выравнивания распределения тока между отдельными участками эмиттерного перехода и уменьшения вероятности развития пробоя,

2.13. Конструкции корпусов

Корпус прибора должен защищать кристалл от воздействия внешних факторов, хорошо отводить тепло, обеспечивать надежное и удобное крепление в аппаратуре.

При производстве полупроводпи-овых приборов используются типовые (базовые) конструкции корпусов. Конструктивное оформление приборов обусловлено различными максимальными мощностью рассеяния и током, частотными свойствами, особенностями технсюгни нзготовлепня и условиями эксплуатации. Применяются цельно- и металлостскляиные, металлические с проходным изол51тором, металлокерамические, керамические с компаундной (пластмассовой) герметизацией и пластмассовые корпуса различной формыг и размеров. Выпускаются также и бескорпуспые приборы.

Корпус обычно состоит из ножки (фланиа) и баллона (колпачка), герметично соединяемых друг с другом электроконтактной сваркой, холодной? сваркой или пайкой. Наружные металлические детали корпуса в зависнмостиг от типа прибора могут иметь металлическое (золочение, никелирование и др.) нли лакокрасочное покрытие. Наличие цилиндрической формы поверхности» баллона (колпачка) допускает применение радиаторов, увеличивающих мощность рассеяния приборов.

Выводы корпусов могут иметь одно- или двустороннее расположение; находиться с той стороны, которой прибор прижимается к теплоотводу илю шасси (направлены вниз), например в корпусах ТО-3; располагаться со стороны, противоположной контактирующей (обычно в мощных приборах), например в корпусах ТО-60, ТО-63, КТ-4, а также иметь радиальное расположение (обычно у ВЧ и СВЧ транзисторов).

Один из выводов прибора (от базы, эмиттера или коллектора) может быть электрически связан с корпусом или все выводы полиостью электрически изолированы от пего. Для улучшения теплоотвода с одновременной элек-трнческрй изоляцией кристалла от корпуса часто используется держатель иэ-берЕ1ллиевой керамики, напаиваемый на фланец корпуса. Окись берилли* является хорошим изолятором и в то же время обладает высокой теплопроводностью.

Отвод тепла от кристалла зависит от теплофизических свойств материала корпуса. Так как у транзисторов отвод тепла обычно осуществляется через область коллектора, связанного электрически с корпусом, а работа прибора чаще всего предпочтительна в схеме с общим эмиттером, то хорпус-прибора изолируется от шасси с помощью прокладки (из слюды, окиси бериллия и др.). Имеются конструкции, где отвод тепла осуществляется череа" коллектор, электрически изолированный от корпуса (например, корпус ТО-60). Иногда для улучшения отвода тепла в транзисторах малой н средней мощности внутренний объем корпуса заполняется теплоотводящим наполнителем. Фланцевые корпуса обеспечивают лучший отвод тепла, чем корпуса-с монтажным винтом.

В различных странах проведены стандартизация и унификация конструкций корпусов полупроводниковых приборов. Это дает возможность, в частности, стандартизировать теплоотводы (радиаторы) для приборов. Габаритные и присоединительные размеры корпусов отечественных диодов и транзисторов стандартизированы и устанавливаются ГОСТ 18472-82. По габаритно-присоединительным размерам конструкции корпусов с учетом междуна-род[ой стандартизации должны отстать Рекомендации М.Ж № 191-2 № стандарту СТ СЭВ 1818-79, В нашей стране имеется ряд корпусов транзи-



(сторов и диодов, соответствующих этим документам- металлостеклянный корпус - КТ-1 (аналогичтгые зарубежные корпуса имеют обозначение ТО-18, ТО-72) с двумя, тремя (ТО-18), четырьмя или пятью выводами для транзи-сторов с рабочей частотой до ],5 ГГц;

металлостеклянный корпус КТ-2 (зарубежное обозначение ТО-5 или ТО-39) для транзисторов малой п средней мощности (до 15 Вт);

металлокеранический корпус КТ-4 (зарубежное обозначение ТО-60) име--гт три изолированных вывода, крепящий болт и нредиазиачен для мощных ВЧ и СВЧ транзисторов;

металлокерамический корпус КТ-7, КТ-6 (зарубежное обозначение ТО-63, ТО-61) предназначены для транзисторов большой мощности (до 200 Вт) с двумя (для низкочастотных транзисторов) или тремя изолнрован--иыми от корпуса выводами (для высокочастотных транзисторов).

Металлостекляикые корпуса КТ-8, КТ-9 (зарубежное обозначение ТО-66, ТО-3) предназначены для транзисторов большой мощности.

Корпуса диодов КД-2, КД-4, КД-б (зарубежное обозначение соответственно DO-35, D0-6 и SO-45).

Зарубежный корпус типа ТО-3 обычно используется для работы на частотах до 100-150 МГц, шрпус типа ТО-60--до 500 Мгц; для работы на более высоких частотах используются другие, спепнальные конструкции (коак-4;иальные корпуса, T0-I17 и др.).

На высоких частотах на электрические параметры приборов начинают влиять межэлектродные емкости, емкости электродов относительно корпуса и индуктивности выводов. Для работы на СВЧ (более 1 ГГц) индуктивность выводов должна быть менее 1 нГн,

В отличие от низкочастотных приборов у высокочастотных выводы делаются короткими, толстыми, широкими и далеко расноложенными друг от друга Были разработаны коаксиальный корпус и различные модификации корпуса с иолосковыми выводами (для сопряжения с полосковымн линиями). Например, у коаксиального корпуса индуктивность общего вывода составляет 0,1 нГн, у керамического полоскового корпуса типа L-5 индуктивность эмиттерного вывода -0,275 нГн.

Для ВЧ и СВЧ транзисторов существуют два способа монтажа кристалла в корпус; для схем с общим эмиттером (эмиттер электрически связан с корпусом) и общей базой, Наилучшие результаты работы усилительных транзисторов в нолосковых корпусах получены в схеме ОБ (класс С), так как при этом получаются высокие Kyv н достигается лучшая стабильность усилителя. Транзисторы, включаемые по схеме ОЭ, являются оптимальными для генераторов, так как при этом паразитные параметры корпуса оказываются включенными в цепь обратЕюй связи.

В составе гибридных интегральных микросхем применяются бескорпус-«ые приборы в виде кристаллов (пластин), с шариковыми, балочными, проволочными НЛП ленточными выводами, на керамических держателях, приборы в малогабаритных пластмассовых корпусах (типа SOT-23, SOT-89), При этом осуществляется общая герметизация всей интегральной микросхемы для зашиты от влияния окружающей среды.

Герметизация пластмассой. Разработка полупроводниковых приборов в пластмассовом корпусе позволила снизить их стоимость и упростить технологию герметизации по сравиеяию с аналогичными по электрическим параметрам приборами в обычном металлостеклянном корпусе. Это произошло за •счет автоматизации и механизации некоторых операций монтажа и сборки приборов, а также снижения некоторых требований к приборам (например, У Приборов в пластмассовом корпусе более узкий рабочий диапазон температур) Использование пластмассовых корпусов - это и экономия металлов, в том числе дорогостоящих.

Технологически процессы изготовления этих приборов не отличаются от аналогичных процессов изготовления приборов в обычном корпусе, только вместо ножки здесь используется центральный (часто коллекторный) вывод н вместо металлического корпуса используется заливка всей структуры полимерами.



0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94


0.0116