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晶体管基本参数
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晶体管企业商机

Foundry 是怎么做的呢? 大体上分为以下几步:


首先搞到一块圆圆的硅晶圆, (就是一大块晶体硅, 打磨的很光滑, 一般是圆的)


图片按照生产步骤排列 . 但是步骤总结单独写出 .


1、湿洗(用各种试剂保持硅晶圆表面没有杂质)


2、光刻(用紫外线透过蒙版照射硅晶圆, 被照到的地方就会容易被洗掉, 没被照到的地方就保持原样 . 于是就可以在硅晶圆上面刻出想要的图案 . 注意, 此时还没有加入杂质, 依然是一个硅晶圆 . )


3、 离子注入(在硅晶圆不同的位置加入不同的杂质, 不同杂质根据浓度 / 位置的不同就组成了场效应管 .)


高电子迁移率晶体管(HEMT)与任何其他FET一样工作。深圳参数晶体管

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GAA晶体管


而当先进工艺发展到了7nm阶段,并在其试图继续向下发展的过程中,人们发现,FinFET似乎也不能满足更为先进的制程节点。于是,2006年,来自韩国科学技术研究院(KAIST)和国家nm晶圆中心的韩国研究人员团队开发了一种基于全能门(GAA)FinFET技术的晶体管,三星曾表示,GAA技术将被用于3nm工艺制程上。


GAA全能门与FinFET的不同之处在于,GAA设计围绕着通道的四个面周围有栅极,从而确保了减少漏电压并且改善了对通道的控制,这是缩小工艺节点时的基本步骤,使用更***的晶体管设计,再加上更小的节点尺寸,和5nm FinFET工艺相比能实现更好的能耗比。


GAA 技术作为一款正处于预研中的技术,各家厂商都有自己的方案。比如 IBM 提供了被称为硅纳米线 FET (nanowire FET)的技术,实现了 30nm 的纳米线间距和 60nm 的缩放栅极间距,该器件的有效纳米线尺寸为 12.8nm。此外,新加坡国立大学也推出了自己的纳米线 PFET,其线宽为 3.5nm,采用相变材料 Ge2Sb2Te5 作为线性应力源。


另据据韩媒Business Korea的报道显示,三星电子已经成功攻克了3nm和1nm工艺所使用的GAA (GAA即Gate-All-Around,环绕式栅极)技术,正式向3nm制程迈出了重要一步,预计将于2022年开启大规模量产。



深圳参数晶体管单结晶体管的伏安特性,是指在单结晶体管的e、b1极之间加一个正电压Ue。

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工作电压和阈值电压大小比较时,MOS管工作状态

另外,以上的MOS晶体管叫做增强型MOS晶体管,MOS晶体管不只有这一种,还有许多许多种,比如①不加电压,②和③之间通电,加上电压之后反而不通电了的,这叫做耗尽型晶体管。另外,P型衬底的叫做P型MOS管,N型衬底的叫做N型MOS管,这方面想要详细了解,翻阅教科书。(此处修改,PMOS是导电沟道为P沟道的MOS,即N-body加电压后沟道反型,沟道区域的多数载流子由电子变成空穴,这个沟道叫做P-Channel,如下右图所示。NMOS也是同样的道理)


MOS晶体管

MOS晶体管全名叫做MOSFET(Metal oxide semiconductor field effect transistor),翻译为中文就是,金属氧化物半导体场效应晶体管这个名字听起来比较绕,比较奇怪,为什么要这么起名字呢?


如下图所示MOS管的结构图和等效图,**上边的栅极(Gate)一般都是由金属(Metal)做的,中间的绝缘层一般是由氧化层SiO2(Oxide)做的,**下边是半导体材料(semiconductor)。至于FET,场效应,就是电场控制电子的意思。


图1 MOS晶体管的结构图(左)和等效图(右)


首先看左边的结构图,图中下半部分是P型半导体(如图中的P-body),其中含有大量的空穴,而左上角和右上角带颜色的N+,是重掺杂的N型半导体,含有更大量的自由电子。接下来继续拟人化描述。


其中,两块带颜色的N+区是一个国家。左边的N+区是一块飞地,而右边的N+区,是本土大陆,飞地的自由电子常年在外,想从飞地(也就是左边的N+区)通过P-body国家,回到本土大陆(也就是右边的N+区)。




第三类是可以用来制作成晶体三极管的半导体。

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三、单结晶体管振荡器


1.单结晶体管振荡器电路


在电子电路中,常常利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性,组成非正弦波脉冲振荡电路,单结晶体管振荡电路如图6a所示。图中,R、C为充放电元件,V为单结晶体管,Rb1、Rb2为基极电阻,其中Rb2为限流电阻,Rb1是负载电阻,其两端产生的电压降就是振荡输出信号。


2.单结晶体管振荡电路的工作原理


单结晶体管振荡电路的工作原理如下。当开关S闭合后,电源Ucc接入电路中,单结晶体管的b2经电阻Rb2与电源的正极相连,b1经电阻Rb1与电源的负极相接,即b2、b1之间加上了一个正电压。同时,电源Ucc还通过电阻R对电容C进行充电,电容两端的电压Uc随时间按**规律上升,充电时间常数τ=RC。


当电容两端的电压Uc,即发射极所加的电压Ue<Up峰点电压时,单结晶体管的Ie电流为很小的反向漏电电流,单结晶体管是处于截止状态的,其e、b1极之间的等效阻值非常大,电阻Rb1上无电流通过,输出电压Uo=0,即无脉冲信号输出


单结晶体管BT33、C3、W1、W2等元件组成了弛张振荡器。深圳参数晶体管

线性性能也由晶体管端口在基带频率范围内和载波频率的两倍2fC 的阻抗值决定的。深圳参数晶体管

晶体管的诞生


在晶体管诞生之前,放大电信号主要是通过真空电子管,但由于真空管制作困难、体积大、耗能高且使用寿命短,使得业界开始期望电子管替代品的出现。1945年秋天,贝尔实验室正式成立了以肖克利为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人,开始对包括硅和锗在内的几种新材料进行研究。


1947年贝尔实验室发表了***个以锗半导体做成的点接触晶体管。但由于点接触晶体管的性能尚不佳,肖克利在点接触晶体管发明一个月后,提出了使用p-n 结面制作接面晶体管的方法,称为双极型晶体管。当时巴丁、布拉顿主要发明半导体三极管;肖克利则是发明p-n 二极管,他们因为半导体及晶体管效应的研究获得1956年诺贝尔物理奖。


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