Принцип действия и устройство полевого транзистора с мдп – структурой

Принцип действия и устройство полевого транзистора с МДП – структурой

Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением,(подложкой) созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. В качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Входное сопротивление достигает 1010…1014 Ом, что является преимуществом.разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.

В МДП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока(пороговым напряжением)

В МДП-транзисторах со встроенным каналом у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.

Инверторы

Инве́ртор —устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток^[] с изменением величины напряжения или без. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде. Несколько групп инверторов, которые различаются по стоимости примерно в 15 раз:1) более дорогие инверторы обеспечивает синусоидальное выходное напряжение.2) обеспечивает выходное напряжение упрощённой формы, заменяющей синусоиду. Чаще всего используется сигнал в видетрапецеидального синуса

три режима работы инвертора:3)Режим длительной работы. Данный режим соответствует номинальной мощности инвертора. 2)Режим перегрузки. В данном режиме большинство моделей инверторов в течение нескольких десятков минут (до 30) могут отдаватьмощность в 1,2-1,5 раза больше номинальной.3)Режим пусковой. В данном режиме инвертор способен отдавать повышенную моментальную мощность в течение нескольких миллисекунд для обеспечения запуска электродвигателей и емкостных нагрузок.

8 Конденсация пара и образование пленочной структуры. Недостатки метода ТВН

Метод термовакуумного напыления (ТВН) основан на создании направленного потока пара вещества и последующей конденсации его на поверхностях подложек, имеющих температуру ниже температуры источника пара. Процесс ТВН можно разбить на четыре этапа: образование пара вещества, распространение пара от источника к подложкам, конденсации пара на подложках, образование зародышей и рост пленки/ Для уменьшения потерь испаряемого материала за счет напыление на внутрикамерную оснастку и стенки камеры, а также для повышения скорости напыления и получения более равномерной по толщине пленки необходимо обеспечивать прямолинейное движение частиц пара в направлении подложки.

Качество пленки определяется размером зерна и величиной адгезии к поверхности подложки

Ионно-плазменное напыление

При бомбардировке поверхности твердого тела отдельными атомами, ионами или молекулами, имеющими энергию, большую энергии связи атома тела, материал мишени распыляется. Если поблизости от нее поместить подложку, то часть атомов распыляемой мишени попадет на подложку и конденсируется (напыляется), образуя пленку. Для бомбардировки мишени удобно использовать заряженные частицы – ионы, так как их легко разгонять до нужной энергии в электрическом поле. Иногда для напыления применяют специальные источники ионных пучков, в которых ионы отсортированы по массам и имеют одну и ту же энергию. Но чаще в качестве источников ионов используют газоразрядную плазму, из которой положительные ионы вытягиваются отрицательно заряженной мишенью.

Молекулярно-лучевая эпитаксия

— эпитаксиальный рост в условиях сверхвысокого вакуума. Позволяет выращивать гетероструктуры заданной толщины с моноатомно гладкими гетерограницами и с заданным профилем легирования. В установках МПЭ имеется возможность исследовать качество плёнок «in situ»). Для процесса эпитаксии необходимы специальные хорошо очищенные подложки с атомарногладкой поверхностью.Технология молекулярно-пучковой эпитаксии была создана в конце 1960-х годов Дж.Артуром и Альфредом Чо В основе метода лежит осаждение испаренного в молекулярном источнике вещества на кристаллическую подложку.. Основные требования:-В рабочей камере установки необходимо поддерживать сверхвысокий вакуум (около 10−8 Па).-Чистота испаряемых материалов должна достигать 99,999999 %.-Необходим молекулярный источник, способный испарять тугоплавкие вещества с возможностью регулировки плотности потока вещества.Особенностью эпитаксии является невысокая скорость роста пленки (обычно менее 1000 нм в час).

Литографические резисты. Их основные характеристики

Литография предназначена для создания топологического рисунка на поверхности пластины.

По чувствительности к виду излучения:- фоторезистры – электронорезистры

По реакции на воздействие изл:-позитивные,-негативные

Основные параметры: -чувтсвительность к изл; - разрешающую способность;-устойчивость к проявителю- Контрастно-чувствительная характеристика (КЧХ) - зависимость толщины облученного и проявленного слоев резиста от дозы облучения.

Рентгеновская литография

- метод микроэлектронной технологии, заключающийся в формировании с субмикронным разрешением защитной маски заданного профиля на поверхности подложки; осуществляется при помощи рентг. излучения длиной волны l ~ 0,4-5 нм; один из методов микролитографии. Разрешающая способность Р. л. определяется неск. факторами. Основные из них: дифракционное полутеневое и фотоэлектронное размытия границ скрытого изображения.

 

 

Оже-спектроскопия

При реализации этого процесса внешнее излучение (первичный или вторичный электрон, ион, рентгеновское излучение) создает на внутренней оболочке атома вакансию, которая затем заполняется либо электроном с соседней оболочки, либо валентным электроном. Механизм оже-перехода характеризуется заполнением дырки одним электроном и эмиссией второго электрона (оже-электрона). (В случае рентгеновской флуоресценции вместо второго электрона испускается квант рентгеновского излучения.)При этом энергия оже-электрона фиксирована для каждого электронного уровня каждого атома, поэтому, регистрируя пик оже-электронов данного элемента, можно получить распределение этого элемента по поверхности образца.Существует несколько подвидов оже-спектроскопии в зависимости от применяемого средства возбуждения атома мишени.Если это электромагнитное излучение, то соответственно РФЭС (рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия) и УФЭС (ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия); если электроны, то ЭОС (электронная оже-спектроскопия); если ионы, то ИОС (ионная оже-спектроскопия)

 

Принцип действия и устройство полевого транзистора с МДП – структурой

Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением,(подложкой) созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. В качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Входное сопротивление достигает 1010…1014 Ом, что является преимуществом.разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.

В МДП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока(пороговым напряжением)

В МДП-транзисторах со встроенным каналом у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.

Инверторы

Инве́ртор —устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток^[] с изменением величины напряжения или без. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде. Несколько групп инверторов, которые различаются по стоимости примерно в 15 раз:1) более дорогие инверторы обеспечивает синусоидальное выходное напряжение.2) обеспечивает выходное напряжение упрощённой формы, заменяющей синусоиду. Чаще всего используется сигнал в видетрапецеидального синуса

три режима работы инвертора:3)Режим длительной работы. Данный режим соответствует номинальной мощности инвертора. 2)Режим перегрузки. В данном режиме большинство моделей инверторов в течение нескольких десятков минут (до 30) могут отдаватьмощность в 1,2-1,5 раза больше номинальной.3)Режим пусковой. В данном режиме инвертор способен отдавать повышенную моментальную мощность в течение нескольких миллисекунд для обеспечения запуска электродвигателей и емкостных нагрузок.

8 Конденсация пара и образование пленочной структуры. Недостатки метода ТВН

Метод термовакуумного напыления (ТВН) основан на создании направленного потока пара вещества и последующей конденсации его на поверхностях подложек, имеющих температуру ниже температуры источника пара. Процесс ТВН можно разбить на четыре этапа: образование пара вещества, распространение пара от источника к подложкам, конденсации пара на подложках, образование зародышей и рост пленки/ Для уменьшения потерь испаряемого материала за счет напыление на внутрикамерную оснастку и стенки камеры, а также для повышения скорости напыления и получения более равномерной по толщине пленки необходимо обеспечивать прямолинейное движение частиц пара в направлении подложки.

Качество пленки определяется размером зерна и величиной адгезии к поверхности подложки

Ионно-плазменное напыление

При бомбардировке поверхности твердого тела отдельными атомами, ионами или молекулами, имеющими энергию, большую энергии связи атома тела, материал мишени распыляется. Если поблизости от нее поместить подложку, то часть атомов распыляемой мишени попадет на подложку и конденсируется (напыляется), образуя пленку. Для бомбардировки мишени удобно использовать заряженные частицы – ионы, так как их легко разгонять до нужной энергии в электрическом поле. Иногда для напыления применяют специальные источники ионных пучков, в которых ионы отсортированы по массам и имеют одну и ту же энергию. Но чаще в качестве источников ионов используют газоразрядную плазму, из которой положительные ионы вытягиваются отрицательно заряженной мишенью.