Rectificador tipo puente

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Tecnología Microelectrónica

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3- FABRICACION DE TRANSISTORES BIPOLARES

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3-Fabricación de Transistores BJT Sección 3

Describiremos la fabricación del BJT planar para circuitos monolíticos mediante los procesos tratados. Para seguir la secuencia de fabricación nos concentraremos en la construcción de dos transistores npn en la fuente de corriente. También analizaremos lafabricación de resistencias. 3.1- Fabricación de Transistores Una vez preparada la oblea, el sustrato tipo p, se crece una capa epitaxial tipo n, tal como se ve en la Figura 1. Esta capa forma las regiones de colector de los transistores. Seguidamente se deposita una capa de oxido para cubrir la superficie. Ahora deben aislarse entre sí las regiones de ambos transistores. Para ello se forman tresventanas en el SiO2 mediante fotolitografía y corrosión. Se difunde una región p+ en la capa epitaxial expuesta hasta que alcance el sustrato. Este proceso establece una isla aislada alrededor de cada transistor como se ve en la figura 3.1. El aislamiento eléctrico se consigue conectando el sustrato a la tensión más negativa del circuito. Con esto se garantiza que la unión pn entre los colectores y elsustrato permanezca con dolarización inversa. Una vez completada la difusión de aislamiento se recubre nuevamente la oblea con una capa de SiO2. Con una nueva mascara se forman las ventanas en las que se difunden las bases de tipo p como se ve en la figura 3.1(d), quedando definidas las regiones de las bases en la vista de la figura 3.1(e). Se recrece una capa de SiO2 para cubrir la oblea despuésde la difusión de la base. Con una tercera mascara y un proceso de corrosión se elimina el SiO2 como preparación para la difusión superficial de emisor figura 3.1(f). Obsérvese que también se difunde una región n+ en la región de colector de cada transistor. Aquí se hace el contacto en el aluminio del colector, y la zona n+ contribuye a formar un buen contacto óhmico. Después de la difusión decolector se crece otra capa de SiO2 sobre la superficie de la oblea. El ultimo paso del proceso es la mentalización. La capa de oxido se graba con una cuarta mascara para descubrir la oblea allá donde se deseen los contactos. Para recubrir toda la superficie se vaporiza aluminio, cuyos sobrantes se eliminan químicamente con una 6a mascara dejando los contactos y las conexiones deseadas. En la seccióntransversal de la figura 3.1(g) y en la vista superior de la figura 3.1(h) puede verse el resultado de esta secuencia. La figura 3.1(g) es idéntica a la figura 3.1(a) para Q1 y Q2. Las dimensiones señaladas en la figura 3.1 son las típicas empleadas en la fabricación comercial de BJT de pequeña geometría. Al construirse ambos transistores simultáneamente y físicamente próximos, sus característicaseléctricas son prácticamente idénticas. Para fabricar transistores con propiedades eléctricas distintas, normalmente se modifica la geometría del dispositivo. En particular para obtener BJT de mayor corriente por aumento de IES, se aumenta la superficie del emisor, con lo que todo el dispositivo queda aumentado. Empíricamente se acostumbra a limitar a 10:1 la relación entre las superficies deemisor de transistores muy próximos entre sí, y ello debido a las limitaciones del proceso de difusión. En la fabricación de circuitos integrados comerciales corrientemente se emplea la implantación de iones en las zonas de emisor y de base. Estas regiones son muy tenues y puede regularse mejor su espesor mediante la implantación. Además como la implantación se realiza a menor temperatura que ladifusión se minimiza el inconveniente de la difusión lateral de base y emisor.

Figura Nº 3.1(a) Fabricación de un TR npn: Crecimiento Epitaxial tipo n y Oxidación

Figura Nº 3.1(b) Fabricación de un TR npn: Enmascaramiento y Grabado para Exponer la Superficie Tipo n para la Difusión de Aislamiento

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