課程設(shè)計(jì)---pnp雙極型晶體管的設(shè)計(jì)-其他專業(yè)-文庫(kù)吧資料
2025-01-27 02:10本頁(yè)面
【正文】 ，堅(jiān)膜，顯影檢驗(yàn)，刻蝕，去膠 (B) 預(yù)擴(kuò)散： 1000℃， 主擴(kuò)散： 1200℃， 使用 HF 去除氧化膜 使用加速旋轉(zhuǎn)托盤(pán)，轉(zhuǎn)速提升得越快，越均勻 15 硅 片及清洗 在晶體管和集成電路生產(chǎn)中，幾乎每道工藝有化學(xué)清洗的問(wèn)題 .化學(xué)清洗的好壞對(duì)器件性能有嚴(yán)重的影響，處理不當(dāng)，可使全部硅片報(bào)廢，無(wú)法做出管芯，或使制造出來(lái)的器件性能低劣，穩(wěn)定性和可靠性很差。 根據(jù)合適的氧化時(shí)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(jì)參數(shù)總結(jié) 整個(gè) pnp 雙極晶體管設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)通過(guò)表 5 總結(jié)如下。 氧化時(shí)間的計(jì)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(shí)間的計(jì)算 以上已經(jīng)計(jì)算出基區(qū)磷擴(kuò)散需要的氧化層厚度為 06000A 。 硅襯底中原 有雜質(zhì)的濃度： 315105 ???? cmNC CB 磷在硅中的擴(kuò)散系數(shù)為： 9 scmKTEDD aO 2125 xp ??????????? ??????????? ??? 由于預(yù)擴(kuò)散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴(kuò)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(jiǎn)得 ??? ttt 解得基區(qū)磷主擴(kuò)時(shí)間為： t=7166s=2h 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴(kuò)時(shí)間計(jì)算 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴(kuò)散溫度為 1000C? ，即 1273K 硼在硅中的擴(kuò)散系數(shù)為： scmD 2145 ?? ???????? ???? 發(fā)射區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)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(kuò)散的時(shí)間： m i 142115?? ??????st t 發(fā)射區(qū)硼再擴(kuò)散時(shí)間計(jì)算 10 發(fā)射區(qū)硼再擴(kuò)散溫度為 1200C? ，即 1473K 在 1473K 時(shí)，硼在硅中的擴(kuò)散系數(shù)為： scmD 2125 ?? ???????? ????? 由于預(yù)擴(kuò)散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴(kuò)散結(jié)深： mCCDtxBSj μ4ln2 ?? DtQCS ?? 315105 ???? cmNC CB ? ? 102ln2ln1524121615 ??? ?????????? ???? ?? ???ttt 化簡(jiǎn)上式可得 ： ??? ttt 解得發(fā)射區(qū)硼再擴(kuò)散時(shí)間： t=6571s= 基區(qū)磷擴(kuò)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(kuò)溫度為 1000C? ，預(yù)擴(kuò)時(shí)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(shí)間的計(jì)算及濕法干法的分配，最終取基區(qū)磷擴(kuò)散需要的氧化層厚度為 06000A 。 雜質(zhì)元素 B P D0/（ cm2/s） E/eV 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(kuò)溫度為 1000 C? ，即 1273K。 在這個(gè) pnp 雙極晶體管的設(shè)計(jì)中，襯底選取 p 型硅襯底，晶向?yàn)椋?111）晶向。在這個(gè)晶體管設(shè)計(jì)中取 BSC =1019 cm3左右，則ESC =1021 cm3。提高發(fā)射效率則要求減小sbseRR ，增大發(fā)射區(qū)和基區(qū)濃度差別。減小基區(qū)電阻 br 要求提高基區(qū)平均雜質(zhì)濃度 BN 和表面濃度 BSC 。圖 3 也明顯表明，BjcWX 越大，則基區(qū)積累電荷比平面結(jié)時(shí)增加越多。發(fā)射結(jié)集電結(jié)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)橢圓面之間的基區(qū)體積大于平面結(jié)之間的基區(qū)體積，因而基區(qū)積累電荷增多，基區(qū)渡越時(shí)間增長(zhǎng)。 但另一方面，結(jié)深卻又受條寬限制，當(dāng)發(fā)射極條寬 CjSX?? 條件時(shí)，擴(kuò)散結(jié)面仍可近似當(dāng)做平 7 面結(jié)。對(duì)于均勻基區(qū)晶體管，當(dāng)集電結(jié)電壓接近雪崩擊穿時(shí)，基區(qū)一側(cè)的耗盡層寬度為 umBVNNNqNX C B OCBCBSmB][]2[211616191514210??????????????????? 所以基區(qū)寬度的取值范圍為： WB （ 3）基區(qū)準(zhǔn)中性寬度的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求給出的電流放大倍數(shù) β =120 以及公式2)(1BEEBBE LWLWNNDD ??? 234181611051120?????? ??????????WW 6 可以求出基區(qū)的準(zhǔn)中性寬度。 （ 2）基區(qū)寬度的最小值 為了保證器件正常工作，在正常工作電壓下基區(qū)絕對(duì)不能穿通。當(dāng)發(fā)射效率 ??1時(shí)，電流放大系數(shù) ][122BBLW??? ，因此基區(qū)寬度的最大值可按下式估計(jì)： 212 ][?? nbB LW ? 為了使器件進(jìn)入大電流 狀態(tài)時(shí)，電流放大系數(shù)仍能滿足要求，因而設(shè)計(jì)過(guò) 程中取??4。 考慮到實(shí)際情
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