Transistortechniken

Transistor-Definition

Ein Transistor ist ein Halbleiterbauteil, das zur Verstärkung oder zum Schalten von elektronischen Signalen und elektrischer Energie verwendet wird.

Diffusionsverfahren

Diese Methode erzeugt planare Transistoren auf einem fast flachen Wafer. Ein N-Typ-Wafer wird in einem Ofen mit P-Typ-Gasimpuretäten erhitzt, wodurch die P-Typ-Region (Basis) auf dem Wafer entsteht. Es wird eine Maske mit Löchern verwendet, und der Wafer wird erneut mit N-Typ-Impuretäten erhitzt. Dies erzeugt die N-Typ-Region (Emitter) auf der P-Typ-Schicht.

Schließlich wird eine dünne Siliziumdioxid-Schicht über die gesamte Oberfläche entwickelt und durch Fotolithografie gestanzt, um Aluminiumkontakte für die Anschlüsse der Basis und des Emitters zu erstellen.

Punktkontaktverfahren

Dieses Verfahren verwendet einen N-Typ-Halbleiterwafer, der an eine metallische Basis gelötet wird. Ein Wolframfederspann (Katzenpfotendraht) wird darauf gedrückt, und die gesamte Anordnung wird in Glas oder Keramik eingeschlossen, um Stabilität zu gewährleisten. Ein hoher Strom wird kurzzeitig geleitet, um an der Kontaktstelle eine PN-Schicht zu erzeugen. Diese Transistoren sind aufgrund ihrer geringen Kapazität für hohe Frequenzen nützlich.

Gefügtes oder Legierungsverfahren

Bei dieser Methode werden zwei kleine Punkte aus Indium oder Aluminium (Akzeptor) auf der gegenüberliegenden Seite eines N-Typ-Wafers positioniert. Dann wird das gesamte System auf eine Temperatur erhitzt, die unterhalb des Schmelzpunkts des Wafers, aber oberhalb des Akzeptors liegt.

Ein kleiner Teil des Indiums löst sich auf und dringt in den Wafer ein, wodurch P-Typ-Material auf beiden Seiten des Wafers entsteht. Der PNP-Transistor wird gebildet, wenn es abgekühlt wird (Abbildung 4).

Wachstums- oder Züchtungsverfahren

Diese Methode verwendet das Czochralski-Verfahren, um einen einzigen Kristall aus einer Schmelze von Ge oder Si mit P-Typ-Impuretäten zu ziehen. Ein Halbleitersamen wird in den geschmolzenen Halbleiter in einem Graphit-Kreislauf getaucht. Der Halter des Samens wird langsam gedreht und herausgezogen, wobei zunächst P-Typ-Impuretäten, dann N-Typ-Impuretäten hinzugefügt werden, um eine PN-Schicht zu wachsen lassen.

Epitaxiales Verfahren

Diese Methode leitet ihren Namen von griechischen Wörtern ab, die „auf“ und „Anordnung“ bedeuten. Eine dünne N-Typ-Halbleiterschicht oder P-Typ-Halbleiterschicht wird auf einem stark dotierten Substrat desselben Halbleiters gezüchtet. Die gebildete Schicht kann Basis, Emitter oder Kollektor sein, und die erzeugte Schicht hat einen geringen Widerstand.