平面晶体管

平面晶体管（planartransistor）是一种依其制造工艺命名的晶体管类型。1959年，快捷半导体（Fairchild）的员工首次针对双极性晶体管提出了这种结构。同年，他申请了该晶体管及其制造工艺（即平面工艺）的专利。

在平面晶体管中，所有电学活性区（集电极C、基极B和发射极E）均位于平坦半导体晶体内部靠近表面处（其原型已采用硅材料）。在通过扩散工艺制造不同掺杂区的过程中，表面氧化层（二氧化硅）就已经开始保护这些对电学敏感的区域（这一发现源于Mohamed M. Atalla）。与当时双极性晶体管常见的结构（台面晶体管——mesatransistor）不同，该氧化层在扩散后不会被去除。因此，主要分布在半导体衬底内部的pn结在表面处仍能受到氧化层的保护。这种方法可以显著减少外部的不良影响，例如能引起漏电流的表面杂质。此外，霍尔尼在1959年的一项测试中证明，平面晶体管对机械应力的敏感度大幅降低。由于与其他结构相比具有显著优越的电学特性，平面晶体管迅速得到普及，并为集成电路（IC，即“微芯片”）的商业化应用铺平了道路。在集成电路中，复杂的晶体管电路被制造于单晶衬底（晶圓）上。然而，目前集成电路主要采用的是绝缘栅场效应晶体管（IGFET），而非双极性晶体管。IGFET的主要代表便是著名的金氧半场效晶体管（MOSFET）。这些晶体管也同样采用至今仍广泛使用的平面晶体管结构进行制造，但其掺杂工序大多通过离子注入完成。在20纳米制程以下的新一代技术节点中，工业界已重新启用如FinFET等其他结构。

参考