微電子工藝課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-14 12:49 本頁(yè)面
【正文】 ilvacoTCAD軟件進(jìn)行工藝模擬。通過(guò)具體的工藝設(shè)計(jì)，最后使工藝產(chǎn)出的PNP雙極型晶體管滿足所需要的條件。三、 方案設(shè)計(jì)與分析各區(qū)摻雜濃度及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算對(duì)于擊穿電壓較高的器件，在接近雪崩擊穿時(shí)，集電結(jié)空間電荷區(qū)已擴(kuò)展至均勻摻雜的外延層。因此，當(dāng)集電結(jié)上的偏置電壓接近擊穿電壓V時(shí)， 集電結(jié)可用突變結(jié)近似，對(duì)于Si器件擊穿電壓為，集電區(qū)雜質(zhì)濃度為：由于BVCBO=90所以Nc=*1015cm3一般的晶體管各區(qū)的濃度要滿足NENBNC設(shè)NB=10NC。NE=100NB則：Nc=*1015cm3；NB=*1016cm3；NE=*1018cm3根據(jù)室溫下載流子遷移率與摻雜濃度的函數(shù)關(guān)系，得到少子遷移率：；；根據(jù)公式可得少子的擴(kuò)散系數(shù)：=1300=39=330==150=根據(jù)摻雜濃度與電阻率的函數(shù)關(guān)系，可得到不同雜質(zhì)濃度對(duì)應(yīng)的電阻率： 根據(jù)少子壽命與摻雜濃度的函數(shù)關(guān)系，可得到各區(qū)的少子壽命： 根據(jù)公式得出少子的擴(kuò)散長(zhǎng)度：=≈=≈=≈集電區(qū)厚度Wc的選擇Wc的最大值受串聯(lián)電阻Rcs的限制。增大集電區(qū)厚度會(huì)使串聯(lián)電阻Rcs增加，飽和壓降VCES增大，因此WC的最大值受串聯(lián)電阻限制。綜合考慮這兩方面的因素，故選擇WC=8μmWb：基區(qū)寬度的最大值可按下式估計(jì)：取為4可得MAX≈可得MIN≈*104由于，所以EB耗盡區(qū)寬度（）可近視看作全部位于基區(qū)內(nèi)，又由，得到大多數(shù)CB耗盡區(qū)寬度（）位于集電區(qū)內(nèi)。因?yàn)镃B結(jié)輕摻雜一側(cè)的摻雜濃度比EB結(jié)輕摻雜一側(cè)的濃度低，所以＞。另外注意到是基區(qū)寬度，是基區(qū)中準(zhǔn)中性基區(qū)寬度；也就是說(shuō)，對(duì)于PNP晶體管，有：，所以基區(qū)寬度為。其中和分別是位于N型區(qū)內(nèi)的EB和CB耗盡區(qū)寬度，在BJT分析中指的就是準(zhǔn)中性基區(qū)寬度。擴(kuò)散結(jié)深：在晶體管的電學(xué)參數(shù)中，擊穿電壓與結(jié)深關(guān)系最為密切，它隨結(jié)深變淺，曲率半徑減小而降低，因而為了提高擊穿電壓，要求擴(kuò)散結(jié)深一些。但另一方面，結(jié)深卻又受條寬限制，由于基區(qū)積累電荷增加，
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