Основные процессы, используемые для изготовления n–p–n транзисторов со скрытым слоем:
- на поверхность подложки p–типа методом селективной диффузии создается скрытый слой n+-типа;
- создается кремниевая пленка n–типа толщиной 3 мкм;
- проводится глубокая диффузия акцепторной примеси, обеспечивающая электрическую изоляцию этих элементов (этот процесс наиболее сложен);
- выполняется диффузия донорной примеси для создания сильно легированной области n+-типа под коллекторным электродом;
- диффузионным способом формируется база и эмиттер;
- создаются контактные окна;
- завершающими процессами являются металлизация, проводимая для получения токоведущих дорожек, и пассивирование.
Сюда входят классические процессы обработки кремния: фотолитография, диффузия и/или ионная имплантация, эпитаксия, высокотемпературная оксидирование, металлизация, отчистка поверхности, травление и нанесение из газовой фазы защитной пленки (пассивирование).
|
|
На рисунке 3 изображена топология биполярного транзистора:
Рис.5 Топология биполярного транзистора.
Рассчитанные параметры транзистора
Нормальный коэффициент передачи 0,992
Инверсный коэффициент передачи 0,913
Коэффициент передачи в подложку 0,017
Начальный диффузионный ток эмиттерного перехода (A) 6.588E-18
Начальный диффузионный ток коллекторного перехода (А) 1.434E-17
Начальный диффузионный ток скрытого слоя (А) 4.716E-11
Сопротивление базовой области (кОм) 1,548
Сопротивление коллекторной области (кОм) 1.247E+2
Сопротивление эмиттерной области (Ом) 25.875
Ёмкость эмиттерной области (пФ) 1.106E-1
Ёмкость коллекторной области (пФ) 1.553E-2
Ёмкость изолирующего перехода (пФ) 1.261E-1
Предельная частота коэффициента передачи тока (ГГц) 2.639
|
|
 |
Рис.6 Входная характеристика биполярного транзистора
На рисунке показана входная или базовая характеристика транзистора, то есть зависимость между током и напряжением во входной цепи транзистора Iэ = f(Uбэ).
Выходные ВАХ биполярного транзистора
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
 | ||||||
|
 |
Рис.7 Выходные характеристики биполярного транзистора
На рисунке показана выходная (коллекторная) характеристика биполярного транзистора, зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-база.
Распределение примесей
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
 |
Рис. 8. Распределение примесей
На рисунке показано распределение донорной и акцепторной примеси в биполярном транзисторе.
1- распределение акцепторов;
2- распределение доноров.
Выводы
В данной работе мы изучили структуру биполярного транзистора, его вольт-амперные характеристики.
Построили графики: входных и выходных ВАХ, распределение примесей и топологию транзистора.
Получили качественно ожидаемые результаты.
В ходе проделанной работе можно сделать следующие выводы:
1. Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами, происходящими в базе.
2. Также основные свойства биполярного транзистора определяются соотношениями токов и напряжений в различных его цепях и взаимным их влиянием друг на друга.
Транзистор может работать на постоянном и переменном сигнале, большом переменном сигнале и импульсном сигнале.
Чтобы рассмотреть работу транзистора на постоянном токе, необходимо изучить стационарные потоки носителей в нем. Это дает возможность получить статические характеристики и статические параметры транзистора - соотношения между его постоянными и переменными токами и напряжениями, выраженные графически или в виде численных значений.
Список используемой литературы:
- Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. – СПб., ЛАНЬ, 2000.
- Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов,1973,1984 в 2 т.
- Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов,1980,1990.
- Макаров Е.А., Усольцев Н.В. Твердотельная электроника. Учебн. пособие. НГТУ, 2004.
- Ферри Д., Эйкерс Л., Гринич Э. Электроника ультрабольших ИС,1991.
- Сугано Т. Введение в микроэлектронику,1988
- Россадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника,1991.
- Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы,1990.
- Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Г. Основы микроэлектроники.-
М.: Радио и связь, 1991.
