Теоретическая часть. Кафедра радиоэлектронных средств

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

кафедра радиоэлектронных средств

Отчёт

По лабораторной работе № 1

По теме: «Моделирование интегрального

Биполярного транзистора»

Выполнили: Мельник А.Л.

Кулага Д.И.

Лойко А.С.

Шуринов К.Г.

группа 812501

Проверил: Галузо В.Е.

Минск, 2012г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследовать взаимосвязь конструктивных и электрических параметров интегрального биполярного n-p-n-транзистора (БТ).

Для достижения цели необходимо:

1.Изучить конструкцию интегрального n-p-n БТ.

2.Изучить физико-топологическую модель интегрального n-p-n БТ.

3.Провести теоретические исследования взаимосвязи конструктивных и электрических параметров БТ.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Интегральным называется БТ, входящий в состав полупроводниковой интегральной схемы (ИС). Конструкция интегрального БТ определяется методом межэлементной изоляции в объеме полупроводниковой пластины и соответствующим ему технологическим процессом изготовления полупроводниковой ИС. Наибольшее применение в производстве аналоговых низкочастотных полупроводниковых ИС малой степени интеграции нашла эпитаксиально-планарная технология с разделительной диффузией. Разрез структуры, эскиз топологии и профиль легирования интегрального n-p-n БТ, изготовленного по такой технологии, приведены на рис.3.1.

а.

б.

Рис. 3.1 Эскиз топологии и разрез структуры БТ

а – эскиз топологии, б – разрез структуры

Структура этого БТ (рис. 3.1,б) состоит из следующих элементов:

1— подложка р-типа, обеспечивающая механическую прочность структуры;

2— эиитаксиальный слой коллектора n-типа;

3—диффузионная скрытая коллекторная область n⁺-типа, уменьшающая сопротивление коллектора n-типа;

4—область разделительной диффузии р⁺-типа, обеспечивающая электрическую изоляцию БТ от других элементов ИС;

5— диффузионная область базы р-типа;

6— диффузионная область эмиттера n⁺-типа;

7—диффузионная подконтактная область коллектора n⁺-типа, исключающая вследствие высокой степени легирования образование выпрямляющего перехода между алюминиевым контактом и слаболегированной областью коллектора n-типа. Следует отметить, что скрытая область 3 не касается базы р-типа, т.е. не образует с ней p-n-переход, а значит, p-n-переход коллектор - база будет слаболегированным, и это обеспечит повышенное напряжение пробоя этого p-n-перехода. К области разделительной диффузии р⁺-типа 4 прикладывается самый низкий потенциал в ИС, который будет и на подложке р-типа 1, так как они соприкасаются. В результате p-n-переходы область разделительной диффузии — коллектор, подложка – коллектор, подложка - скрытая коллекторная область будут смещены в обратном направлении, что и обеспечит электрическую межэлементную изоляцию. Структура этого транзистора называется планарной потому, что все ее области выходят на поверхность пластины и имеют выводы, расположенные в одной плоскости, форма и расположение которых поясняются эскизом топологии БТ (рис. 3.1,б).

Контакты выводов областей базы и коллектора максимально (с трех сторон) окружают соответственно эмиттерную и базовую области, что обеспечивает меньшее значение сопротивлений областей базы и коллектора. На топологии ширина контактного окна (обозначена штриховой линией), расстояние от контактного окна до p-n-перехода, расстояние между соседними p-n-переходами имеют равную величину.