Richi´s Lab

HFO SS109 Kleinsignaltransistor

HFO SS109

Der SS109 ist ein Kleinsignal-NPN-Transistor des Halbleiterwerks Frankfurt Oder (HFO).
Das erste S der Bezeichnung steht für "Silizium", das zweite S steht für "Schalttransistor".

 

HFO SS109 Aufbau

HFO SS109 Die

Der Transistor ist relativ einfach aufgebaut. Das Substrat (rot) stellt den Kollektor dar, der über das Gehäuse kontaktiert wird. Von links führt ein Bonddraht das Basispotential auf das Die. Es kontaktiert den dunkelgrünen Basisbereich. Innerhalb des Basisbereichs befindet sich der hellgrüne Emitter, dessen Potential die Metalllage nach rechts führt, wo es vom zweiten Bonddraht kontaktiert wird.

Die vier Masken, die an der unteren Kante abgebildet sind, lassen sich gut dem Herstellungsprozess zuordnen (von rechts nach links). Das Substrat ist bereits passend dotiert, um den Kollektor darstellen zu können. Die erste Maske (dunkelgrün) ermöglicht es den Basisbereich invers zu dotieren. Mit Hilfe der zweiten Maske (hellgrün) wird der Emitterbereich wiederum invers zum Basisbereich dotiert. Eine Siliziumoxidschicht isoliert die komplette Fläche, damit die folgende Metalllage nicht alle unter ihr liegenden Bereiche kurzschließt. Wo die Metalllage die darunterliegenden Schichten kontaktieren soll, sind mit Hilfe der dritten Maske (dunkelbraun) Aussparungen in die Siliziumoxidschicht zu ätzen. Die vierte Maske (silber) strukturiert dann nur noch die Metalllage.
Über die Strukturen in den rechten Ecken kann überprüft werden, ob die Maske der Metalllage passend zur Maske der Basisdotierung beziehungsweise der Emitterdotierung ausgerichtet ist.

 

HFO SS109 Die

Das Die besitzt eine Kantenlänge von ungefähr 440µm.

 

 

 

 

Wie bei einigen anderen Transistoren bereits gezeigt lässt sich auch die Basis-Emitter-Strecke des SS109 in den kontrollierten Durchbruch treiben.

 

HFO SS109 Die breakdown 10mA

Bei einem Strom von ungefähr 10mA leuchtet noch nicht die vollständige Basis-Emitter-Grenzfläche.

 

HFO SS109 Die breakdown 20mA-80mA

Ab ungefähr 20mA leuchtet die Basis-Emitter-Grenzfläche gleichmäßig auf. Bis ungefähr 80mA ändert sich die Leuchterscheinung nur minimal.

 

HFO SS109 Die breakdown fail

Ein Strom von ungefähr 100mA zerstört den Transistor. Vermutlich bricht die Basis-Emitter-Grenzfläche zuerst auf der linken Seite zusammen, da dort der Basisanschluss angeschmolzen ist. Danach schmilzt vermutlich die Kontaktierung des Emitterpotentials an der dünnsten Stelle, wodurch letztlich der Stromfluss unterbrochen wird.

 

HFO SS109 Die breakdown fail

Im Schrägbild ist ansatzweise der Bereich der Basis-Emitter-Grenzfläche erkennbar in dem die Zerstörung ihren Anfang nahm.

 

 

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