Полевые транзисторы

1. Определение и типы

2. МДП-транзисторы: Устройство и энергетическая диаграмма

2.1 Конструкция МДП-транзисторов

2.2 Эквивалентная схема и быстродействие

2.3 Дифф. параметры и принцип действия

2.4 Уравнение электронейтральности

2.5 ОПЗ. Уравнение Пуассона

2.6 Эффект модуляции длины канала

2.7 Эффект влияния подложки

2.8 ПТ с затвором в виде барьера Шоттки

3.МНОП-трнзисторы

4.ПТ с плавающим затвором

5. Приборы с зарядовой связью

5.1 Принцип действия

5.2 Хранение заряда

5.3 Перенос заряда и частотные свойства

6.Миниатюризация

7.Эпилог

Полевой транзистор - это полупроводниковый прибор, в котором ток основных носителей , протекающих через канал, управляется

электрическим полем. Основа такого транзистора - созданный в полупроводнике и снабжённый двумя выводами (исток и сток) канал

с электропроводностью n - или p - типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод - затвор, соединённый с его средней

частью p - n переходом.

Поскольку ток канала обусловлен носителями только одного знака, ПТ относят к классу униполярных транзисторов.

В идеальном случае эффект управления током достигается без потери энергии (входной ток почти равен нулю). Электрод , через

который в проводящий канал втекают носители заряда, называют истоком, а электрод, на который подаётся управляющий

электрический сигнал, называется затвором. Проводящий канал - это область в полупроводнике, в которой регулируется поток

носителей заряда.

ПТ обладают рядом преимуществ по сравнению с биполярными:

1)высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление;

2) высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей);

3) почти полная электрическая развязка входных и выходных цепей, малая проходная ёмкость (т.к. усилительные свойства ПТ

обусловлены переносом основных носителей заряда, верхняя граница эффективного усиления мощных ПТ выше, чем у биполярных,

и применение ключевых усилителей на ПТ при тех же напряжениях питания возможно на частотах около 400 мГц, в то время как на

биполярных транзисторах разработка ключевых генераторов частотой выше 100 мГц является весьма сложной задачей);

4) квадратичность вольт - амперной характеристики (аналогична триоду);

5) высокая температурная стабильность;

6) малый уровень шумов.

По принципу действия и технологии изготовления ПТ можно разделить на 2 группы:

1) с управляющим p-n переходом и барьером Шотки;ПТ

2) изолированным затвором со структурой металл - диэлектрик - полупроводник (МДП - транзистор), иногда его называют

МОП - транзистором (металл - окисел - полупроводник).

В свою очередь ПТ с изолированным затвором подразделяются на:

- с индуцированным каналом (обогащённого типа);

- со встроенным каналом (обеднённого типа).

В настоящее время выпускается большое количество ПТ разного типа:

- канал проводимости обогащённого типа;

- канал проводимости обеднённого типа;

- переход PN;

- переход NP;

- P - канал на подложке;

- N - канал на подложке;

- затвор изолированный.

меню

Устройство МДП-структур и их энергетическая диаграмма

Структуры металл-диэлектрик-полупроводник, или сокращенно МДП структуры, широким интересом к изучению их физических

свойств обязаны появлению планарной технологии и развитию нового класса полупроводниковых приборов, работающих на основе

эффекта поля таких как приборы с зарядовой связью, полевые транзисторы с изолированным затвором, репрограммируемые элементы

памяти с плавающим затвором и т.п. МДП-структуры позволяют анализировать основные процессы, протекающие в такого рода

приборах, и являются чрезвычайно удобными объектами исследования. Устройство МДП-структуры следует из ее названия.

МДП-структура представляет собой монокристаллическую пластину полупроводника, называемую подложкой, закрытую с планарной

стороны диэлектриком. Металлический электрод, нанесенный на диэлектрик, носит название затвора, а сам диэлектрик называется

под затворным. На обратную непланарную сторону полупроводниковой пластины наносится металлический электрод, называющийся

омическим контактом. Довольно часто в качестве диэлектрика в МДП структурах используют окислы, поэтому вместо МДП

употребляется название МОП структура.

Итак МДП структура, приведенная на рисунке, состоит из затвора, подзатворного

диэлектрика, полупроводниковой подложки и омического контакта. Рассмотрим

зонную энергетическую диаграмму МДП структуры при равновесных условиях.

Согласно правилу построения зонных диаграмм необходимо, чтобы в системе при

отсутствии приложенного напряжения

а) уровень вакуума был непрерывен;

б) электронное сродство диэлектрика и полупроводника в каждой точке было

постоянно;

в) уровень Ферми был одинаков.

Под идеальной МДП структурой понимают такую систему металл-диэлектрик-полупроводник,

когда:

- отсуствуют поверхностные состояния на границе раздела полупроводник-диэлектрик,

- термодинамическая работа выхода металла затвора и полупроводника подложки равны между собой,

- отсутствуют заряженные центры в объеме подзатворного диэлектика,

- сопротивление подзатворного диэлектрика бесконечно велико, так что сквозной ток через него отсутствует при любых

напряжениях на затворе.

МДП структуры, близкие к идеальным, получают используя "хлорную" технологию термического выращивания двуокиси кремния

на кремнии, причем для n-Si в качестве материала затвора используется алюминий, а для p-Si используется золото.

МДП структуры, в которых нарушается одно из вышеперечисленных требований получили название реальных МДП структур,

рассмотрение свойств которых далее и приводится.

меню

Конструкция МДП-транзисторов.

Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором управление током, протекающим между двумя

электродами, достигается с помощью напряжения, приложенного к третьему. Электроды, между которыми протекает рабочий ток,

носят название истока и стока, причем исток считается тот электрод, через который носители заряда втекают в прибор. Третий

электрод называется затвором.

Особый класс полевых транзисторов составляют полевые транзисторы с изолированным затвором. Отличительной чертой этих

транзисторов является то, что модуляция проводимости канала осуществляется в них не с помощью смещенного в обратном

направлении p-n перехода, а с помощью металлического электрода, отделенного от канала тонкой (около 0.1 мк ) пленкой

изолятора. Полевые транзисторы с изолированным затвором обладают вельми большими сопротивлениями (до 10е15 Ом ), малыми

значениями межэлектродных емкостей ( 0.5 - 2 пф ), хорошими частотными свойствами ( Fт примерно 300 - 500 Мгц).

У полевых транзисторов с изолированным затвором последний представляет собой металлический слой, изолированный от

полупроводника тонкой диэлектрической пленкой. Наличие диэлектрика снимает ограничение на полярность смещения: она может быть

как положительной, так и отрицательной, причем в обоих случаях ток затвора отсутствует. Структура таких транзисторов

(металл - диэлектрик - полупроводник), как уже отмечалось, лежит в основе их названия: МДП транзисторы. В том весьма

распространенном случае, когда диэлектриком является окисел (двуокись) кремния, их называют МОП транзисторами

(по-английски MOS).

Две основные структуры МДП транзисторов показаны на рисунке. Первая из них (рис.а) характерна наличием специально

осуществленного (собственного или встроенного} канала, проводимость которого модулируется смещением на затворе. В случае

канала р-типа положительный потенциал Us отталкивает дырки из канала (режим обеднения), а отрицательный - притягивает их

(режим обогащения). Соответственно проводимость канала либо уменьшается, либо увеличивается по сравнению с ее значением при

нулевом смещении.

Вторая структура (рис. б) характерна отсутствием структурно выраженного канала. Поэтому при нулевом смещении на затворе

проводимость между истоком и стоком практически отсутствует: исток и сток образуют с подложкой встречновключенные р-п

переходы. Тем более не может быть существенной проводимости между истоком и стоком при положительной полярности смещения,

когда к поверхности полупроводника притягиваются дополнительные электроны. Однако при достаточно большом отрицательном

смещении, когда приповерхностный слой сильно обогащается притянутыми дырками, между истоком и стоком образуется

индуцированный (наведенный полем) канал, по которому может протекать ток. Значит, транзисторы с индуцированным каналом

работают только в режиме обогащения. В настоящее время этот тип транзисторов имеет наибольшее распространение.

меню

Эквивалентная схема и быстродействие МДП транзистора.

геометрическая емкость затвора:

граничое условие

в полевых транзисторах граничная частота определяется временем пролета электрона через канал. =100 ГГц

Собственное быстродействие полевых транзисторов лежит далеко в СВЧ диапазоне. В реальных применениях, когда один полевой

транзистор содинен с другими указанного быстродействия достичь не удается.

Малый коэффициент усиления - один из главных недостатков. МДП транзисторов по сравнению с биполярными.

Переходные и частотные характеристики МДП транзисторов обусловлены перезарядкой межэлектродных емкостей через внешние

резисторы, а также перезарядкой емкости затвор - канал через сопротивление канала. Последний процесс накладывает

принципиальиое ограничение на быстродействие транзистора.

меню

Дифференциальные параметры МДП транзистора.

- крутизна передаточной характеристики

-дифференциальное выходное сопротивление

- внутренний коэффициент усиления

Принцип действия МДП транзисторов.

Транзисторы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). МДП-транзистор представляет собой полевой прибор, в котором

металлический затвор изолирован от полупроводника тонким слоем диэлектрика.

МДП-транзисторы могут быть классифицированы по способу создания проводящего канала. В большинстве приборок используется

проводящий инверсионный слой вблизи границы диэлектрик-полупроводник. Существуют, однако, приборы, называемые транзисторами

с глубоким обеднением , основанные на эффекте уменьшения проводимости канала, расположенного на некотором удалении от

поверхности полупроводника. Подвижные носители в инверсионных МДП-транзисторах находятся в приповерхностной области

полупроводника, а их концентрация зависит от электрического поля, создаваемого затвором. Это существенно отличает

МДП-приборы от рассмотренных выше транзисторов с управляющим р-n-переходом.

Принцип работы МОП-транзистора инверсионного типа проиллюстрирован на рисунке. Для простоты полагается, что затвор отделен

от полупроводника идеальным изолятором, а влияние поверхностных ловушек не учитывается. Распределение зарядов при нулевых

напряжениях на электродах показано на рисунке а. Вблизи "+-областей, созданных диффузией для образования истока и стока,

имеются области пространственного заряда, возникшие за счет внутренней разности потенциалов на n+-р-переходах. Поскольку в

p-области электроны практически отсутствуют, сопротивление исток-сток весьма велико и соответствует сопротивлению двух

встречно включенных диодов npи нулевом смещении.

Если к затвору приложено положительное напряжение (рис 6), вблизи поверхности происходит инверсия типа проводимости, так что

в этой области концентрация электровоз становится достаточно высокой и сопротивление сток-исток резко уменьшается.

При подаче положительного напряжения на сток (рис. в) электроны начинают двигаться от истока к стоку по инверсионному слою.

За счет падения напряжения вдоль канала нормальная составляющая поля затвора и соответственно концентрация электронов

уменьшаются в направлении от истока к стоку. Толщина же обедненной области под инверсионным слоем в этом направлении

увеличивается вследствие возрастания разности потенциалов между подложкой и каналом.

Когда напряжение на стоке превысит определенную величину (рис.г), происходит перекрытие канала вблизи стока, и ток через

прибор выходит на насыщение так же, как и в транзисторе с управляющим р-n переходом.

меню

Уравнение электронейтральности.

Рассмотрим более подробно связь между напряжением на затворе VG МДП структуры и поверхностным потенциалом ?s. Все

приложенное напряжение VG к МДП структуре делится между диэлектриком и полупроводником, причем очевидно, что падение

напряжения в полупроводнике равняется поверхностному потенциалу ?s. Таким образом,

VG =Vox+?s (1).

Из (1) и анализа зонных энергетических диаграмм на рисунке следует, что знак поверхностного потенциала ?s, выбранный нами

ранее a priori, в действительности соответствует знаку напряжения на затворе VG. Действительно, положительное напряжение на

затворе идеальной МДП структуры вызывает изгиб зон вниз у полупроводников n и p-тирпа, что соответствует положительным

значениям поверхностного потенциала. Отрицательное напряжение VG вызывает изгиб зон вверх у поверхности полупроводника, что

соответствует отрицательному значению поверхностного потенциала ?s.

Из условия электронейтральности следует, что заряд на металлическом электроде Qm должен быть равным суммарному заряду в ОПЗ

Qsc , заряду поверхностных состояний на границе раздепа полупроводник-диэлектрик Q

ss и встроенному заряду в диэлектрик вблизи границы раздела Qox. Тогда

-Qm=Qss+Qsc+ Qox.

Согласно определению геометрической емкости Co

Cox=Qm/Vox,

отсюда Vox=-Qss/Cox - Qsc/Cox - Qox/Cox.

Учитывая, что между металлом и полупроводником существует разность термодинамических работ D?ms, получаем

VG= -D?ms - Qox/Cox+qNss?0/Cox+?s-Qss/Cox+qNss?s/Cox (2).

Введем новое обозначение - напряжение плоских зон Vfb (flat band). Напряжением плоских зон Vfb называется напряжение на

затворе реальной МДП структуры, соответствующее значению поверхностного потенциала, равного нулю Vfb=VG(?s=0) (3).

С учетом определения (2) из (3) следует

Vfb =D?ms - Qox/Cox+qNss?0/Cox (4).

Таким образом связь между напряжением на затворе VG и поверхностным потенциалом ?s с учетом (4) задается в виде

VG=Vfb+?s+qNss?s/Cox- Qsc/Cox (5).

Проведем более подробный анализ (5) для различных областей изменения поверхностного потенциала (?s).

Обогащение (?s<0). > .

При обогащении поверхности дырками, как основными носителями поверхностный потенциал ?s зависит от напряжения на затворе VG

логарифмически, а заряд Qsc в ОПЗ зависит от напряжения на затворе VG линейно.

Обеднение и слабая инверсия (0<?s<2?0 ). Заряд в ОПЗ Qsc в этом случае в основном обусловлен ионизованными акцепторами QB. VG -Vfb=n?s (6), где n=1+qNss/Cox +CB*/Cox. Здесь QB*, CB*- величина заряда и емкости ионизованных акцепторов в ОПЗ при ?s=y0. Из соотношения (6) следует, что в области обеднения и слабой инверсии поверностный потенциал зависит от напряжения VG линейно, причем tga=dVG/d?s=n определяется плотностью поверхностных состояний N ss, толщиной подзатворного диэлектрика d0x и уровнем легирования поллупроводниковой подложки NA. Сильная инверсия (?s>2?0).

Заряд в ОПЗ Qsc отрицателен, состоит из заряда ионизованных акцепторов QB и электронов Qn в инверсионном слое.

Введем пороговое напряжение Vt как напряжение на затворе VG, когда в равновесных условиях поверхностный потенциал ?s равен

пороговому значению 2?0.

.

Vt=Vfb+2?0- QB/Cox+2qNss?o/Cox (7).

Из (7) следует, что если отсчитывать пороговое напряжение VT от напряжения плоских зон Vfb, то оно будет состоять из падения

напряжения в полупроводнике 2?0 и падения напряжения на подзатворном диэлектрике за счет заряда ионизованных акцепторов и

заряда в поверхностных состояниях. Для достаточно высоких значений ?s, когда bD?s>1, имеем

Из (8) и (9) следует, что в области сильной инверсии, так же как и в области обогащения, поверхностный потенциал

логарифмически зависит от напряжения на затворе VG, а заряд электронов в инверсионном слое Qn линейно зависит от величины VG.

На рисунке приведена зависимость поверхностного потенциала ?s от напряжения на затворе VG, рассчитанная для различных толщин

подзатворного диэлектрика dox.

меню

Основные характеристики области пространственного заряда .

Одна из основных задач при анализе области пространственного заряда (ОПЗ) полупроводника является нахождение связи между

электростатическим потенциалом ?(z) с одной стороны и величинами заряда в ОПЗ Qs, избытка электронов и дырок Гр,n, емкости

ОПЗ Cs - с другой строны. Для нахождения этой связи необходимо решить уравнение Пуассона для ОПЗ в общем случае.

Уравнение Пуассона для ОПЗ.

Рассматриваем произвольный полупроводник:

В том случае, когда отсутствует ограничение на малость возмущения

Теперь учтем, что в зависипмости от типа полупроводника n и p зависят от ni и pi и ?0 по разному, так как ?0 принято брать

по модулю. n-тип:

Проинтегрировав последнее выражение от бесконечности до некоторой точки ОПЗ, получаем

Знак плюс выбирается в зависимости от знака ?s. Если ?s>0, то поле - вглубь полупроводника и положительно.

Воспользовавшись определением дебаевской длины экранирования LD:

По закону Гаусса объемный заряд, отнесенный к единице площади границы раздела, связан с велечиной электрического поля на

поверхности ?s следующим образом

меню

Эффект модуляции длины канала.

Cхема включения транзистора в цепь: к истоку подсоединяют , к стоку - плюс источника напряжения,к затвору - плюс источника.

Для простоты рассмотрения будем считать, что контактная разность потенциалов, заряд в оксиде и поверхностные состояния

отсутствуют. Тогда свойстваповерхностной области, в отсутствие напряжения на затворе, ничем не отличаются от свойств

полупроводников в объеме. Сопротивление между стоком и истоком очень велико, так как стоковый р-n-переход оказывается под

обратным смещением. Подача на затвор положительного смещения сначала приводит к образованию под затвором обедненной области,

а при некотором напряжении называемом пороговым, - к образованию инверсионной области, соединяющей n-области истока и стока

проводящим каналом. При напряжениях на затворе выше канал становится шире, а сопротивление сток-исток - меньше.

Рассматриваемая структура является, таким образом, управляемым резистором.

Однако сопротивление канала определяется только напряжением на затворе лишь при небольших напряжениях на стоке. С увеличением

носители из канала уходят в стоковую область, обедненный слой у стокового n-p-перехода расширяется и канал сужается.

Зависимость тока от напряжения на стоке становится нелинейной.

При сужении канала число свободных носителей тока под затвором уменьшается по мере приближения к стоку. Чтобы ток в канале

был одним и тем же в любом его сечении, электрическое поле вдоль канала должно быть, в таком случае, неоднородным, его

напряженность должна расти по мере приближения к стоку. Кроме того, возникновение градиента концентрации свободных носителей

тока вдоль канала приводит к возникновению диффузионной компоненты плотности тока.

При некотором напряжении на стоке канал у стока перекрывается, при еще большем смещении канал укорачивается к истоку (рис 2).

Перекрытие канала однако не приводит к исчезновению тока стока, поскольку в обедненном слое, перекрывшем канал,

электрическое поле тянет дырки вдоль поверхности. Когда носители тока из канала вследствие диффузии попадают в эту область,

они подхватываются полем и перебрасываются к стоку. Таким образом, по мере увеличения напряжения на стоке чисто дрейфовый

механизм движения носителей тока вдоль канала сменяется диффузионно-дрейфовым.

Механизм протекания тока в МДП-транзисторе при сомкнутом канале имеет некоторые общие черты с протеканием тока в

обратно-смещенном p-n-переходе. Напомним, что в p-n-переходе неосновные носители тока попадают в область пространственного

заряда перехода вследствие диффузии и затем подхватываются его полем.

Как показывают теория и эксперимент, после перекрытия канала ток стока практически насыщается. Значение тока насыщения

зависит от напряжения на затворе чем выше, тем шире канал и тем больше ток насыщения. Это типично транзисторный

эффект - напряжением на затворе (во входной цепи) можно управлять током стока (током в выходной цепи)

меню

Эффект влияния подложки.

- Напряжение канал-подложка есть не что иное как напряжение, поданное на обратно

включенный p-n переход

Таким образом, изменяя напряжение на подложке мы изменяем пороговое напряжение, а

следовательно можем использовать подложку в качестве второго управляющего электрода.

меню

Полевой транзистор с затвором в виде барьера Шоттки.

Структура полевого транзистора с затвором в виде барьера Шоттки.

Полевой транзистор с затвором Шоттки создается на полупроводниковой подложке из GaAs, на которой расположен эпитаксиальный

слой n-типа (называемый каналом) толщиной около 0.2 мкм, получаемый эпитаксиальным выращиванием. Иногда между

полупроводниковой подложкой и эпитаксиальным слоем вводится буферный слой. Буферный слой ограничивает диффузию примеси из

подложки. Исток и сток полевого транзистора наносятся на активный эпитаксиальный слой с помощью фотолитографии. Между

истоком и стоком расположен другой электрод, называемый затвором. Обычно длина затвора L составляет 0.5 - 0.7 мкм, а

промежуток исток - сток составляет 2 мкм.

Во время подачи смещения на выводы полевого транзистора в эпитаксиальном слое образуются обедненный слой с низкой

проводимостью и проводящий слой. Объемная трехмерная обедненная область, управляемая напряжениями на электродах определяет

эквивалентную схему транзистора, а также зависимости элементов эквивалентной схемы от напряжений. Анализ пропорциональных

зависимости обедненного слоя и лежит в основе моделирования транзистора.

Расположение элементов эквивалентной схемы полевого транзистора с затвором Шоттки в физической конструкции.

Физическая эквивалентная схема полевого СВЧ транзистора.

Полевые транзисторы с затвором Шоттки находят применение в малошумящих СВЧ усилителях, мощных усилителях, генераторах,

смесителях, модуляторах, ограничителях. Для разработчика СВЧ устройств необходимо знать характеристики прибора и его

эквивалентную схему. Эквивалентная схема может иметь различную структуру. Важно, чтобы такая модель транзистора как можно

точнее отражала поведение реального прибора в широком диапазоне частот и напряжений на выводах.

Поперечное сечение идеального полевого транзистора с затвором Шоттки с пространственным зарядом E(x), управляющим током стока.

меню

МНОП-транзисторы.

На рис. 4.3 приведена конструкция МНОП транзистора (металл-нитрид кремния-оксид кремния-полупроводник). Эффект памяти основан

на изменении порогового напряжения транзистора при наличии захваченного в подзатворном диэлектрике положительного или

отрицательного заряда, который хранится на глубоких (1.3-1.5 эВ) ловушках, в нитриде кремния вблизи границы SiO2-Si3N4.

Рис. 4.3. Конструкция МНОП транзистора: 1 - металлический затвор; 2,3 - области истока и стока соответственно; 4 - подложка.

Запись информационного заряда происходит так же, как и в МОП транзисторе с плавающим затвором. Высокая эффективность захвата

электронов (или дырок) связана с большим сечением захвата на ловушки (порядка 10-13 кв.см.) и большой их концентрации

(порядка 1019 куб.см.).

Рис. 4.4. Операция записи в МНОП-структуре (зонная диаграмма).

Ток в окисле Jox - туннельный ток инжекции, ток JN - ток сквозной проводимости в нитриде. В случае прямого туннелирования

электронов в зону проводимости SiO2 сквозь треугольный барьер плотность тока определяется уравнением Фаулера-Нордгейма , где

A - константы, Е - напряженность электрического поля. По мере накопления заряда поле на контакте уменьшается, что приводит

к уменьшению скорости записи. Эффективность записи зависит также и от тока сквозной проводимости в нитриде.

Стирание информации (возврат структуры в исходное состояние) может осуществляться:

- ультрафиолетовым излучением с энергией квантов более 5.1 эВ (ширина запрещенной зоны нитрида кремния) через кварцевое окно;

- подачей на структуру импульса напряжения, противоположного по знаку записывающему. В соответствии с ГОСТом такие ИМС имеют

в своем названии литеры РФ и РР соответственно. Время хранения информации в МНОП транзисторе обусловлено термической эмиссией

с глубоких ловушек и составляет порядка 10 лет в нормальных условиях. Основными факторами, влияющими на запись и хранение

заряда, являются электрическое поле, температура и радиация. Количество электрических циклов "запись-стирание" обычно не

менее 105.

меню

ПТ с плавающим затвором

Конструкция и обозначение полевого транзистора с плавающим затвором представлены на рис. 4.5.

Рис. 4.5. МОП транзистор с плавающим затвором

Это р-канальный нормально закрытый МОП прибор. Здесь же показаны вольтамперные характеристики (ВАХ) транзистора в состоянии логических единицы и нуля (до и после записи информационного заряда). Плавающий затвор представляет собой область поликремния, окруженную со всех сторон диэлектриком, т.е. он электрически не связан с другими электродами и его потенциал "плавает". Обычно толщина нижнего диэлектрического слоя составляет десятки ангстрем. Это позволяет в сильном электрическом поле инжектировать электроны в плавающий затвор:
- или сквозь потенциальный барьер Si-SiO2 путем квантово-механического туннелирования;
- или над барьером "горячих" носителей, разогретых в поперечном или продольном поле при пробое кремниевой подложки.

Положительное смещение на верхнем затворе (относительно полупроводниковой подложки) вызовет накопление электронов в плавающем затворе при условии, что утечка электронов через верхний диэлектрический слой мала. Величина заряда Q, накопленного за время t, а значит, и пороговое напряжение, определяется как где J(t) - величина инжекционного тока в момент времени t.

Рис. 4.2. . Инжекция горячих электронов в диэлектрик МДП-транзистора и другие процессы, проходящие при лавинном пробое подложки

Лавинный пробой подложки вблизи стока может приводить к неоднородной деградации транзистора и, как следствие, к ограничению по числу переключений элемента памяти. МДП-транзистор с плавающим затвором может быть использован в качестве элемента памяти с временем хранения, равным времени диэлектрической релаксации структуры, которое может быть очень велико и, в основном, определяется низкими токами утечки через барьер Si-SiO2 (Фe=3.2 эВ). Fe - высота потенциального барьера. Такой элемент памяти обеспечивает возможность непрерывного считывания без разрушения информации, причем запись и считывание могут быть выполнены в очень короткое время.

меню

Приборы с зарядовой связью

Приборы с зарядовой связью (ПЗС) представляют собой матрицы близко расположенных друг к другу МОП-конденсаторов. Соответствующие последовательности тактовых импульсов на затворах такой матрицы смещают ее отдельные МОП-конденсаторы в режим глубокого обеднения, так что зарядовые пакеты могут храниться под электродами матрицы и контролируемым образом перемещаться вдоль поверхности кристалла, перетекая из-под одних электродов матрицы к соседним электродам.

Рис1. Поперечное сечение трехфазного ПЗС в момент переноса заряда.

Поперечное сечение типичного трехфазного ПЗС показано на рис. 1. Это устройство представляет собой полупроводниковую подложку, покрытую однородным слоем изолятора (окисла), на котором достаточно близко друг к другу расположены затворы — электроды переноса. Режим храненмя информации, когда сигнальный зарядовый пакет находится под средним электродом, напряжение на котором выше, чем на соседних. Процесс переноса сигнального заряда начинается в тот момент, когда на правый затвор подается импульс более высокого напряжения (рис. 1). Основными типами приборов с зарядовой связью являются ПЗС с поверхностным каналом и ПЗС со скрытым каналом. В ПЗС с поверхностным каналом заряды хранятся и переносятся у границы раздела полупроводник — диэлектрик. В ПЗС со скрытым каналом благодаря специальному легированию подложки эти процессы происходят в толще полупроводника на некотором удалении от границы с диэлектриком. Отметим также, что при конструировании конкретных микроэлектронных устройств на ПЗС (в зависимости от их назначения) применяются различные схемы организации тактового питания и взаимного расположения затворов

меню

Принцип действия

Трехфазный n-канальный ПЗС  в более подробном виде (вместе с входным и выходным устройствами) показан на рис. 2. Собственно ПЗС, или ПЗС-регистр, здесь составляют три пары электродов переноса (затворов), подсоединенные к шинам тактового питания j₁, j₂ и j₃. Входное устройство, состоящее из входного диода и входного затвора, обеспечивает ввод сигнальных зарядовых пакетов под первый электрод переноса регистра. Экстракция и детектирование зарядовых пакетов обеспечиваются выходными затвором и диодом. Временные диаграммы напряжения на шинах тактового питания, а также входной и выходной сигналы приведены на рис. 4. Расположение потенциальных ям и распределение сигнального заряда в регистре представлены на рис. 3.

  Рис. 2. n-канальный прибор с зарядовой связью

Рис.3.  Распределения заряда и потенциала вдоль ПЗС.

Рис. 4. Диграмма тактовых импульсов и выходной сигнал в ПЗС.

В начальный момент времени t = t₁ на тактовую шину j₁ подано высокое напряжение, а на шины j₂ и j₃ — низкое. Следовательно, потенциальные ямы под затворами фазы j₁ глубже потенциальных ям под остальными электродами переноса. Входной (ID) и выходной (OD) диоды заперты большим положительным напряжением, что исключает инжекцию электронов в канал под входным (IG) и выходным (OG) затворами, а следовательно, и под электроды переноса ПЗС-регистра. Иными словами, все потенциальные ямы в регистре при t = t₁ пустые. В момент t₂ напряжение на входном диоде уменьшается, последний приоткрывается и инжектирует электроны через входной затвор в потенциальную яму под первым затвором фазы j₁.

В конце инжекционного процесса поверхностные потенциалы под первым электродом фазы j₁ и входным затвором равны потенциалу на входном диоде. При t = t₃ входной диод снова запирается высоким напряжением, а избыточный заряд из-под первого электрода фазы j₁ через входной затвор стекает обратно в диод. В результате под первым затвором фазы j₁ остается вполне определенное количество электронов — сигнальный заряд, величина которого определяется разностью потенциалов фазы j₁ и входного затвора. В момен t₄ напряжение на фазе j₂ становится высоким, а на фазе j₁ оно начинает уменьшаться. При этом сигнальный заряд из-под затвора j₁ перетекает под первый затвор фазы j₂, где поверхностный потенциал превышает потенциал фазы j₁. Этот процесс называется переносом. Отметим, что с учетом конечности времени, которое требуется для перетекания заряда из-под одного затвора переноса под другой, задний фронт тактовых импульсов специально делают достаточно пологим. В конце процесса переноса в момент времени t₅ весь сигнальный заряд хранится уже под первым электродом фазы j₂. Через соответствующее число таких циклов переноса (в момент t₆) сигнальный заряд оказывается под последним затвором фазы j₃, и, после того как в момент t₇, напряжение на этой фазе начинает уменьшаться, сигнальный заряд через выходной затвор «выталкивается» в выходной диод. При этом выходное устройство вырабатывает токовый или потенциальный выходной сигнал, пропорциональный величине зарядового пакета (рис. 4).

Описанный выше способ ввода сигнального заряда используется в аналоговых и запоминающих устройствах на ПЗС. В системах регистрации оптического изображения зарядовые пакеты формируются в результате генерации электронно-дырочных пар светом, проникающим в полупроводниковую подложку. При этом выходные сигналы оказываются пропорциональными локальной освещенности.

меню

Хранение заряда

Основным элементом ПЗС (с поверхностным каналом) является МОП-конденсатор, работающий в режиме глубокого обеднения. Его зонная диаграмма для случая, когда сигнальный заряд равен нулю (Q_sig = 0), приведена на рис. 5, б. Здесь j_s0 — поверхностный потенциал, (V_G —V_FB) — эффективное напряжение на затворе (напряжение, приложенное к металлическому электроду, будем называть затворным напряжением V_G ), V_FB — напряжение плоских зон . Применительно к работе ПЗС минимум электронной потенциальной энергии на границе раздела с окислом называют потенциальной ямой. При Q_sig = 0 эта яма пустая. Когда у границы раздела хранится сигнальный зарядовый пакет, поверхностный потенциал уменьшается, что соответствует заполнению потенциальной ямы (рис. 5, б).

Рис. 5. Зонные диаграммы МОП-структуры с поверхностным каналом. а — изгиб зон в состоянии глубокого обеднения (пустая яма); б — изгиб зон на границе раздела Si — SiO₂; в — частично заполненная яма.

Отметим, что в рассматриваемой нестационарной ситуации глубина обеднения W может существенно превышать W_m — максимальную глубину стационарного обедненного слоя. Исключив из уравнений (1) и (2) W, получим (3)

меню

Перенос заряда и частотные свойства

Процесс переноса сигнального заряда в ПЗС определяется тремя основными физическими механизмами: термической диффузией, самоиндуцированным дрейфом и дрейфом в краевых электрических полях.

Термодиффузия

Для относительно малых зарядовых пакетов доминирующим механизмом переноса является термодиффузия. В этом случае полный заряд, оставшийся под электродом, из-под которого осуществляется перенос, к моменту времени t от начала переноса экспоненциально уменьшается со временем. Характерная постоянная времени, определяющая скорость такого диффузионного отекания,

где L — длина электрода переноса, D_n — коэффициент диффузии неосновных носителей

Самоиндуцированный дрейф

Стекание относительно больших (сравнимых с полной глубиной потенциальной ямы) зарядовых пакетов происходит за счет самоиндуцированного дрейфа, обусловленного простым электростатическим расталкиванием инверсионных электронов. Возникающее при этом продольное (направленное параллельно границе с окислом) электрическое поле пропорционально градиенту поверхностной плотности сигнального заряда:

В результате сигнальный заряд уменьшается во времени по гиперболическому закону

гле t₀= лL³W_eC_i/2m_nQ, Q — начальная величина полного сигнального заряда, W_e — ширина электрода, а m_n — подвижность носителей

Дрейф в краевых электрических полях

Оказывается, что и в отсутствие сигнального заряда под электродом переноса на границе с окислом существует определенное продольное электрическое поле. Это так называемое краевое поле, для вычисления которого необходимо учитывать двумерный характер распределения потенциала в обедненном слое ПЗС-структуры, обусловлено влиянием потенциалов на соседних электродах. Величина краевых полей зависит от толщины слоя окисла, длины электродов, уровня легирования и амплитуды тактовых напряжений. При типичных значениях параметров напряженность продольного краевого поля под центром электрода переноса составляет ~2·10³ В·см^-1. Ясно, что на последних стадиях процесса переноса, когда оставшаяся под электродом часть сигнального заряда становится настолько малой, что самоиндуцированное поле оказывается меньше краевого, именно последнее определяет динамику стекания оставшихся малых порций сигнального заряда.

Определим теперь эффективность переноса h как отношение полного заряда, успевшего за время, равное длительности тактового импульса Т, перетечь под затвор, к величине полного заряда, находившегося под затвором  в начале процесса переноса:

Соответственно неэффективностью переноса будем называть величину 

Для того чтобы эффективность переноса превышала 99,99 %, или, что то же самое, чтобы неэффективность e была меньше 10^-4, тактовые частоты не должны превышать нескольких десятков мегабит в 1 с (10⁷ Гц). В тех случаях, когда требуются более высокие тактовые частоты (рис. 7.), следует использовать структуры с более короткими электродами. При этом увеличиваются краевые поля, а следовательно, и скорость перетекания заряда.

Рассматривая работу ПЗС, мы до сих пор считали сигнальные электроны свободными и анализировали их движение в соответствующим образом искривленной зоне проводимости, пренебрегая при этом взаимодействием между зоной проводимости и связанными состояниями в запрещенной зоне кристалла, такими, на-пример, как поверхностные ловушки. Рассмотренные выше механизмы переноса называются моделью переноса свободных зарядов. Эта модель справедлива при сравнительно высоких тактовых частотах и дает разумную оценку предельных тактовых частот ПЗС, превышение которых приводит к резкому снижению эффективности переноса. Так, например, для ПЗС с длиной затворов ~10 мкм и при типичных значениях остальных параметров для обеспечения эффективности переноса не ниже 99,99 % тактовая частота не должна превышать нескольких десятков мегагерц.

В области промежуточных тактовых частот (рис. 7.) эффективность переноса сигнального заряда определяется главным образом процессом захвата сигнальных электронов на поверхностные ловушки. Процессы захвата и освобождения электронов с поверхностных состояний, сопровождающие движение сигнального пакета в трехфазном ПЗС, показаны на рис. 6. Когда сигнальный заряд «входит» в контакт с пустыми поверхностными ловушками, все они практически мгновенно заполняются электронами. После того как этот сигнальный пакет уходит под соседний затвор, захваченные электроны начинают генерироваться с ловушек в зону проводимости. Поскольку энергетический спектр поверхностных ловушек квазинепрерывен, процесс освобождения электронов характеризуется довольно широким спектром сравнительно больших постоянных времени. Поэтому электроны, захваченные на сравнительно мелкие ловушки, освобождаются достаточно быстро и успевают догнать «свой» сигнальный пакет, в то время как электроны с более глубоких ловушек поступают уже в «чужой» пакет, следующий за первым (рис. 48). В результате этого процесса, если на вход ПЗС подать конечную последовательность одинаковых зарядовых пакетов, первые из них подойдут к выходному устройству значительно ослабленными, в то время как за последним еще некоторое число тактов будет тянуться «хвост» отставшего заряда. Неэффективность переноса, обусловленная рассматриваемым взаимодействием сигнального заряда с поверхностными состояниями, описывается выражением

где C_iV_s —поверхностная плотность сигнального заряда, D_it — плотность поверхностных состояний, а p — число фаз (на рис. 6 р = 3). Для уменьшения неэффективности e следует уменьшать плотность поверхностных состояний.

Влияние поверхностных ловушек на эффективность переноса можно существенно уменьшить, постоянно пропуская через ПЗС-регистр некоторое количество фонового (опорного) заряда — так называемый «непустой нуль». При этом поверхностные ло-вушки оказываются постоянно заполненными электронами из «непустого нуля», что значительно снижает степень их взаимо-действия с сигнальным зарядом. Характерная величина заряда такого «непустого нуля» обычно на практике составляет 10— 25 % полной емкости потенциальной ямы. Главный недостаток такого способа увеличения эффективности переноса заключается в соответствующем уменьшении динамического диапазона прибора.

Рис. 6. Захват и освобождение электронов с поверхностных ловушек под различными электродами в процессе переноса сигнального заряда в трехфазном ПЗС.

При малых тактовых частотах (рис. 7.) главным фактором, определяющим работоспособность ПЗС, является темновой ток прибора. Плотность темнового тока можно записать в следующем виде:

Здесь первое слагаемое — ток, обусловленный объемной генерацией в обедненном слое; второе слагаемое — диффузионный ток генерации неосновных носителей в электронейтральной части подложки, поступающий через область обеднения в инверсионный слой; последнее слагаемое — ток поверхностной генерации; t — время жизни неосновных носителей; D_n — коэффициент диффузии; L_n — диффузионная длина; S₀ —скорость поверхностной рекомбинации.

В цифровых устройствах на ПЗС сигнальный заряд определенной величины соответствует 1, а пустая яма 0. На рис. 7 приведена частотная зависимость нормированной допустимой (наихудшей) разности между 1 и 0, которая равна (1_wс — 0_wс)/1_ss. Поскольку эта разность непосредственно связана с эффективностью переноса заряда, приведенные данные означают, что величина эффективности переноса характеризует работоспособность ПЗС в широком диапазоне тактовых частот.

Рис. 7. Частотная характеристика ПЗС с поверхностным каналом.

Низкочастотный завал частотной характеристики обусловлен встраиванием дополнительного (за счет темнового тока) заряда в сигнальные пакеты, что, естественно, искажает амплитуду передаваемых сигналов. Ее высокочастотный спад обусловлен резким уменьшением эффективности переноса, когда длительность тактового импульса оказывается недостаточной для полного перетекания сигнального заряда из-под одного затвора под другой.

Для улучшения низкочастотных свойств ПЗС следует уменьшать все компоненты темнового тока, увеличивая время жизни, диффузионную длину и снижая скорость поверхностной рекомбинации. Для расширения рабочего диапазона ПЗС в сторону высоких частот можно уменьшать длину затвора L, использовать n-канальные структуры (поскольку подвижность электронов выше, чем у дырок) и уменьшать межэлектродный зазор. Перспективным для создания сверхвысокоскоростных ПЗС является использование GaAs из-за высокой подвижности электронов в этом материале. Уже имеются ПЗС со скрытым каналом на GaAs, работающие с тактовыми частотами до 500 МГЦ.

меню

Миниатюризация

Уже не раз скептики предсказывали, что близок физический предел миниатюризации, и каждый раз факты опровергали эти мрачные прогнозы.

Некоторые физические ограничения неизбежно возникнут при постоянном сжатии размера транзистора. Задача соединения этих микроэлементов может стать невыполнимой. Уменьшение размера электрического контура приводит к тому, что приходится иметь дело с сильными электрическими полями, влияющими на движение электронов по проводникам. Кроме этого, постоянно растет тепловыделение. И наконец, размеры элементов становятся сравнимы с длиной волны излучения, при помощи которого они изготавливаются, - еще один предел.

Чтобы почувствовать взаимодействие этих пределов, давайте взглянем на работу современного полевого транзистора. По сути дела, это реле, принимающее два значения - ноль или единицу. В больших системах входные сигналы управляют транзисторами, которые передают обработанные сигналы на выход. Транслируются сигналы по проводникам, поэтому именно проводники определяют работу того же компьютера.

Полевой транзистор содержит канал и три электрода: катод испускает электроны, анод их получает, а сетка управляет проводимостью канала. Если электроны доходят от катода до анода, то транзистор открыт и находится в положении "включен". Это возможно, если на сетку (по-английски этот термин звучит "gate" - ворота) подан положительный потенциал. Как раз на сетку и подается входящий сигнал, он может либо запереть транзистор, либо открыть его.

Но все это работает только в том случае, если проводники достаточно хорошо изолированы друг от друга. Прежде безопасным расстоянием считалось десять нанометров - на нем никак не проявляются такие квантовые эффекты, как туннелирование электронов. Однако в лабораториях уже исследуется расстояние в три нанометра - ожидается, что промышленное производство подступит к нему в пределах десяти лет.

Недавно ученые из лаборатории "Белл-телефон" изготовили "самый миниатюрный работающий транзистор" - его поперечный размер 60 нанометров, это всего-навсего длина цепочки из 180 атомов. Этот транзистор в четыре раза меньше самого маленького из ранее созданных, он успешно работает и показывает рекордные величины усиления. Потребление энергии у него в сто раз меньше, чем у современных транзисторов. И это хорошая новость. Но вместе с тем есть и плохая: исследователи обнаружили, что идет туннелирование электронов через подложку, отделяющую канал проводимости от управляющей сетки. Пока оно не влияет на протекающий ток, но надо тщательнее изучить его последствия. По мнению руководителя работ Стивена Хилениуса, дальнейшее уменьшение параметров невозможно: "Похоже, мы сделали первый из последнего поколения транзисторов".

В чем причина такого пессимизма? Да все в тех же названных проблемах. Прежде всего - в росте локальных значений электрического поля, который неизбежно сопровождает миниатюризацию. При комнатной температуре электроны движутся так же, как и под действием напряжения в 0,026 вольт. Эта величина называется "тепловым напряжением". Поэтому управляющий сигнал должен быть заметно больше, чтобы преодолеть случайные колебания. Для транзисторов на основе кремния характерные величины подаваемых напряжений - от половины вольта до вольта. Даже такое небольшое напряжение, приложенное на очень малых расстояниях, порождает огромные электрические поля (напряженность поля равна напряжению, деленному на расстояние) и может привести к пробою воздуха, что, естественно, нарушит работу прибора. Нынешние транзисторы уже работают на пределе такого пробоя.

Миниатюризация увеличивает тепловыделение на каждый квадратный сантиметр. Причина чисто геометрическая: размеры проводов уменьшаются в одном направлении, а площадь кристалла сверхбольшой интегральной схемы (чипа) - в двух. Современные устройства выделяют до 30 ватт на квадратный сантиметр, это аналогично нагреву вещества до 1200 градусов, в десять раз выше кухонной скороварки. Конечно, подобного перегрева допускать нельзя ни в коем случае, поэтому разработано множество технологий охлаждения, которые, к сожалению, сильно удорожают стоимость чипов.

Следующая сложность связана с промышленным производством транзисторов. Их выжигают на подложках излучением, потом различные химические реакции доводят дело до конца. Но излучение трудно сфокусировать на большой площади, температура подложки может слегка меняться - это приводит к незначительным вариациям свойств разных транзисторов, что недопустимо. Причем с уменьшением размеров все сложности возрастают. Возрастает стоимость устройств, создающих выжигающее излучение, да и поддержки подложек должны быть все более точными. Контроль качества становится сложной и дорогостоящей процедурой.

Чтобы создавать новые и все более миниатюрные чипы, совершенно необходимо просчитывать конструкцию на компьютере. Раньше движение электронов по проводнику описывалось простыми законами электричества, но теперь провода стали столь миниатюрными, что электроны движутся по ним не устойчивым потоком, а случайными толчками. Их просто невозможно просчитать с требуемой точностью, поэтому резко усложняется и процесс разработки новых чипов.

меню

Эпилог

30 июня 1948 года Ральф Боун, заместитель директора по науке лаборатории "Белл-телефон", сообщил журналистам о новом изобретении: "Мы назвали его транзистор, - он даже запнулся на этом новом слове, - поскольку это сопротивление (resistor - по-английски) из полупроводника, которое усиливает электрический сигнал".

Но пресса не обратила практически никакого внимания на этот маленький цилиндрик с торчащими проводками. Никто из репортеров, приглашенных на пресс-конференцию, не смог представить размах будущего распространения этого изобретения века.

В то утро было слишком много других новостей, чтобы рождение транзистора было замечено. В начале недели советские войска отказались пропускать транспорт с продуктами в Западный Берлин. США и Великобритания ответили целым потоком самолетов в заблокированный город, забросив туда тысячи тонн продуктов и топлива, необходимых для нормальной жизни более двух миллионов берлинцев. Начиналась холодная война...

Даже для самих изобретателей транзистор с самого начала был всего лишь компактной и экономичной заменой вакуумных трубок. В послевоенные годы электронные цифровые компьютеры занимали огромные комнаты и требовали доброго десятка обслуживающих их специалистов для регулярной замены перегоревших ламп. Только вооруженные силы и правительство могли позволить себе расходы на подобных гигантов.

Но сегодня мы можем сказать, что без того удивительного изобретения никогда не смогла бы наступить Информационная Эпоха. Небольшой цилиндрик, который изобрели полвека назад Бардин, Браттейн и Шокли, совершенно переменил мир, окружающий нас. Стоит поговорить о том, как они это сделали.

Начальству открытие транзисторного эффекта было продемонстрировано на полгода раньше, 23 декабря 1947 года. Честно говоря, сообщение было очень коротким. Уолтер Браттейн произнес несколько вводных слов и включил оборудование. На экране осциллографа было четко видно, как подаваемый сигнал резко увеличивался на выходе транзистора. Потом Браттейн зачитал несколько строк из лабораторного журнала испытаний, после чего демонстрация была закончена. От руководства компании "Белл" на ней присутствовали двое: заместитель директора по науке Ральф Боун и эксперт лаборатории Харви Флетчер. Никто не может сказать, что они подумали, но, по словам очевидцев, физиономии у них были достаточно кислыми. Вероятно, как и все нормальные начальники, Боун и Флетчер ждали рассказов об экономическом эффекте и внедрении. Но ничего такого высказано не было, а открытие-то было, наверное, второе по значимости после того, как за 70 лет до него Александр Белл позвал своего ассистента через первый в мире телефон: "Мистер Ватсон, вы мне нужны".

Вильям Шокли начал мечтать о полупроводниковом усилителе десятилетием раньше, но ему ничего не удавалось сделать до тех пор, пока в 1945 году в лабораторию Белла не пришел блестящий теоретик Джон Бардин. Он вначале сидел в одной комнате с не менее блестящим экспериментатором Уолтером Браттейном, занимающимся полупроводниками аж с 1930 года. Будучи полной противоположностью друг другу по склонностям и темпераменту, они сдружились на почве общего дела и частой игры в гольф. Именно их совместная работа в подразделении Шокли и привела к открытию.

Первые месяцы после него Шокли буквально разрывали противоречивые эмоции. С одной стороны, рядом с ним сделано выдающееся открытие, которое назвали "лучшим рождественским подарком лаборатории Белла". С другой - его вклада в открытие практически не было, хотя он бился над ним десять лет.

Но это противоречие сильно помогло транзистору. Сразу же после открытия Шокли исписывает страницу за страницей своих рабочих тетрадей, соединяя новое изобретение (суть и значимость которого он понимал, наверное, лучше всех) со своими старыми разработками. Бардин и Браттейн быстро потеряли интерес к чисто технологическим упражнениям своего шефа, и в их отношениях к концу сороковых годов наметилась определенная холодность. В 1951 году Бардин ушел на профессорскую должность в университет штата Иллинойс, а Браттейн отклонился от флагманского курса лаборатории и занимался самостоятельными исследованиями. Пути трех первооткрывателей пересеклись опять в Стокгольме, где им вручали Нобелевскую премию за 1956 год.

Лишь к середине пятидесятых годов физики и инженеры начали осознавать роль и значение транзистора, широкие же массы населения оставались в полном неведении. Миллионы радио- и телевизионных приемников по-прежнему представляли собой огромные ящики, заполненные электровакуумными лампами. После их включения приходилось ждать минуту, а то и больше, до начала работы, пока лампы разогревались. В 1954 году под транзистором еще подразумевалось нечто дорогое и изощренно-лабораторное с весьма специфическими применениями типа слуховых аппаратов и военной связи. Но в этом году все изменилось: небольшая компания из Далласа начала выпускать транзисторы для портативных радиоприемников, которые продавались за полсотни долларов. В то же время на рынке транзисторов появилась маленькая и никому неизвестная японская компания с приятным названием Sony, лучше американцев оценившая их перспективность.

В конце пятидесятых каждый приличный американский подросток имел транзисторный приемник. Но первые транзисторные телевизоры сделала Sony, и монополия США стала таять, не успев развиться.

Шокли, правда, тоже не терял времени и в 1955 году основал в северной Калифорнии полупроводниковую компанию, ставшую началом всемирно известной "Кремниевой долины". Можно сказать, что Бардин, Браттейн и Шокли высекли первую искру, из которой разгорелся великий электронный информационный костер - у него все мы сегодня греемся.

Выполнили: Площадная Вера и Баженова Александра