Германиевый транзистор с переходом из сплава , или сплавной транзистор , был ранним типом биполярного транзистора , разработанным компаниями General Electric и RCA в 1951 году как усовершенствование более раннего транзистора с выращенным переходом .
Обычная конструкция транзистора со сплавным переходом представляет собой кристалл германия , образующий базу, с эмиттером и коллектором, сплавленными на противоположных сторонах. Индий и сурьма обычно использовались для формирования сплавных переходов на стержне германия N-типа. Диаметр гранулы коллекторного перехода составлял около 50 мил (тысячных дюйма), а гранулы эмиттера — около 20 мил. Толщина области базы составляла порядка 1 мил (0,001 дюйма, 25 мкм). [1] За годы их производства было разработано несколько типов усовершенствованных транзисторов со сплавным переходом.
Все типы транзисторов с переходом из сплава устарели в начале 1960-х годов с появлением планарного транзистора , который можно было легко производить массово, в то время как транзисторы с переходом из сплава приходилось изготавливать индивидуально. Первые германиевые планарные транзисторы имели гораздо худшие характеристики, чем германиевые транзисторы с переходом из сплава того периода, но они стоили гораздо дешевле, а характеристики планарных транзисторов улучшались очень быстро, быстро превзойдя характеристики всех более ранних германиевых транзисторов.
Микросплавный транзистор ( MAT ) был разработан компанией Philco как усовершенствованный тип транзистора с переходом из сплава, он обеспечивал гораздо более высокую скорость.
Он состоит из полупроводникового кристалла, образующего основание, в котором на противоположных сторонах вытравлены пара лунок (аналогично более раннему поверхностно-барьерному транзистору Philco ), а затем в лунки вплавлены шарики сплава эмиттера и коллектора.
Микросплавный диффузный транзистор ( MADT ) или микросплавный диффузно-базовый транзистор был разработан компанией Philco как улучшенный тип микросплавного транзистора; он предлагал еще более высокую скорость. Это тип диффузно-базового транзистора .
Перед использованием электрохимических методов и травлением углублений в базовом полупроводниковом кристаллическом материале, нагретый диффузный газообразный слой фосфора создается по всему собственному базовому полупроводниковому кристаллу, создавая градиентный базовый полупроводниковый материал N-типа. Эмиттерный колодец травится очень неглубоко в этом диффузном базовом слое.
Для высокоскоростной работы коллекторный колодец протравлен насквозь через диффузный базовый слой и через большую часть собственной области полупроводника базы, образуя чрезвычайно тонкую базовую область. [2] [3] В диффузном базовом слое было создано электрическое поле, созданное путем легирования, чтобы сократить время прохождения базы носителем заряда (аналогично дрейфовому полевому транзистору ).
Транзистор с диффузным переходом на основе сплава ( PADT ) или транзистор с диффузной базой на основе сплава был разработан компанией Philips (но GE и RCA подали заявку на патент, а Жак Панков из RCA получил патент на него) как усовершенствование транзистора с германиевым сплавом, он предлагал даже более высокую скорость. Это тип транзистора с диффузной базой .
Микросплавный диффузный транзистор Philco имел механическую слабость, которая в конечном итоге ограничивала его скорость; тонкий диффузный базовый слой ломался, если был слишком тонким, но для получения высокой скорости он должен был быть как можно тоньше. Кроме того, было очень сложно контролировать легирование с обеих сторон такого тонкого слоя.
Транзистор с диффузией после сплавления решил эту проблему, сделав объемный кристалл полупроводника коллектором (вместо базы), который мог быть настолько толстым, насколько это необходимо для механической прочности. Рассеянный базовый слой был создан поверх этого. Затем два сплавных шарика, один P-типа и один N-типа, были сплавлены поверх диффузного базового слоя. Шарик, имеющий тот же тип, что и легирующая примесь базы, затем стал частью базы, а шарик, имеющий противоположный тип от легирующей примеси базы, стал эмиттером.
В диффузионном базовом слое было создано электрическое поле с помощью легирования для сокращения времени прохождения носителей заряда от базы (аналогично дрейфовому полевому транзистору ).
