課程設(shè)計---pnp雙極型晶體管的設(shè)計-其他專業(yè)(編輯修改稿)
2025-02-24 02:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 表 1：硼、磷元素在硅中的 D0與激活能 E 注：適用溫度范圍（ oC）為 :800~1350 基區(qū)磷的預(yù)擴溫度為 1000 C? ，即 1273K。 擴散系數(shù)： scmkTEDD 21450 )e xp( ?? ???????? ??????? 通過單位表面積擴散到硅片內(nèi)部的雜質(zhì)數(shù)量： 21315164 )1015105(108)()t( cmNNXQ CBjc ?????????? ? 根據(jù)公式 DtCtQS?2)( ?可解得在特定溫度下擴散的時間： m i 141913??? ?????st t 基區(qū)磷再擴散時間計算 基區(qū)磷的預(yù)擴溫度為 1300 C? ，即 1573K。 硅襯底中原 有雜質(zhì)的濃度： 315105 ???? cmNC CB 磷在硅中的擴散系數(shù)為： 9 scmKTEDD aO 2125 xp ??????????? ??????????? ??? 由于預(yù)擴散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴散結(jié)深： mxj μ8? BSj CCDtx ln2? （ 2） 又DtQCS ??所以代入（ 2）式可得 02ln2ln 2 ??? DxDC Qttt jB ? ? ? 1224121513 ??? ?????? ?? ???ttt 化簡得 ??? ttt 解得基區(qū)磷主擴時間為： t=7166s=2h 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴時間計算 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴散溫度為 1000C? ，即 1273K 硼在硅中的擴散系數(shù)為： scmD 2145 ?? ???????? ???? 發(fā)射區(qū)進(jìn)行擴散時的總的雜質(zhì)數(shù)量：21518154 102)105105(104)()t( cmNNX j cQ CE ?????????? ? 發(fā)射區(qū)表面雜質(zhì)濃度： 21 31 10ESC cm ??? 根據(jù)公式 DtCtQS?2)( ?可解得在特定溫度下擴散的時間： m i 142115?? ??????st t 發(fā)射區(qū)硼再擴散時間計算 10 發(fā)射區(qū)硼再擴散溫度為 1200C? ，即 1473K 在 1473K 時，硼在硅中的擴散系數(shù)為： scmD 2125 ?? ???????? ????? 由于預(yù)擴散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴散結(jié)深： mCCDtxBSj μ4ln2 ?? DtQCS ?? 315105 ???? cmNC CB ? ? 102ln2ln1524121615 ??? ?????????? ???? ?? ???ttt 化簡上式可得 ： ??? ttt 解得發(fā)射區(qū)硼再擴散時間： t=6571s= 基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度 雜質(zhì)元素 )/(20 scmD )(eVEa 磷（ P） ?? 硼（ B） ?? 表 2：二氧化硅中磷和硼的 0D 與 aE 氧化層厚度的最小值由發(fā)射區(qū)主擴溫度為 1000C? ，預(yù)擴時間為 209S,磷元素在硅中的 DO與激活能 E scmKTEDD aoSi O / xp10e xp 213562 ??? ???????? ??????????? ?? 013m i n 2 AtDx S i O ?????? ? 為了便于后續(xù)的氧化時間的計算及濕法干法的分配，最終取基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度為 06000A 。 11 發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度 氧化層厚度的最小值由發(fā)射區(qū)主擴溫度為 1100C? ，預(yù)擴時間為 1233S scmKTEDD aoSi O / xp103e xp 220562 ??? ???????? ???????????? ?? 0720m i n 2 AtDx Si O ???????? ?? 由于最小氧化層厚度小于 7000?? ，考慮到生產(chǎn)的實際情況，最終取發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度為 7000?? 。 氧化時間的計算 A( m? ) B( min/2m? ) B/A( min/m? ) (min)? 干 氧 ?? ?? 濕氧 (95℃水汽 ) ?? ?? 0 表 3 1100℃的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù) A( m? ) B( min/2m? ) B/A( min/m? ) (min)? 干氧 ?? ?? 濕氧 (95℃水汽 ) ?? ?? 0 表 4 1200℃的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù) （ 1）基區(qū)氧化時間的計算 以上已經(jīng)計算出基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度為 06000A 。 根據(jù)合適的氧化時間，將 06000A 分配： 先干氧 5000A ，然后濕氧 50000A ，最后再干氧 5000A 干氧氧化： ????????? ???????????? ???? ?? BAAX Si O 解得 t=11min 濕氧氧化： 355 ????????? ??? tX Si O 12 解得 t=36min （ 2）發(fā)射區(qū)氧化時間計算 以上已經(jīng)計算出發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度為 7000?? 。 根據(jù)合適的氧化時間，將 06000A 分配： 先干氧 10000A ，然后濕氧 50000A ，最后再干氧 10000A 干氧氧化： ????????? ???????????? ??? tBAAX Si O ? 解得 t=17min 濕氧氧化： 052 ????????? ??? tX Si O 解得 t= 設(shè)計參數(shù)總結(jié) 整個 pnp 雙極晶體管設(shè)計的相關(guān)參數(shù)通過表 5 總結(jié)如下。 參數(shù) 發(fā)射區(qū)（ E） 基區(qū)（ B） 集電區(qū)（ C） 材料參數(shù) mLscmDsVcmcmNEEEEEcm10//130105722318??????????? mLsscmDsVcmcmNBBBBB10//378105622316??????????? mLsscmDsVmcmNCCCCCu5810//1298105622315??????????? 結(jié)構(gòu)參數(shù) mWB u4? mWC u15? 面積 Ae=30um2 Ab=100um2 Ac=500um2 擴散溫度和時間 (s) 預(yù)擴散 t=10000C t=10000C 再擴 t
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