TIP41C低頻大功率平面晶體管芯片設計
從改善雪崩注入二次擊穿的角度考慮,希望集電區厚度WC≥BVCBO/EM,其中EM為最大電場強度。
南于TIP41C晶體管的BVCBO要求為280 V,因此,對于電阻率ρc為25 Ω?cm的硅晶體管,集電區厚度WC≈20μm。假設使用摻As襯底材料,反擴散層厚為2μm,則外延層厚度T應等于30μm。所以,可取材料外延層厚度為30+2μm。
2.4 基區硼擴散濃度的確定
為改善晶體管的大電流特性,基區硼擴散濃度應高一些,但基區雜質濃度太高又會降低BVEBO,所以,應在保證BYEBO≥5 V的前提下盡量提高基區濃度。基區雜質沉積可采用離子注人工藝,當基區再分布后,可認為基區受主雜質的再分布是高斯函數分布。若試用表面濃度NSB等于 1018cm-3來分析,則式中:N(x,t)為硅片中任意一點x處的雜質濃度:。為表面濃度,
它是時間t的函數,其中Q為摻雜總量;事實上,在xjc=8μm處,有
因此有:
這樣,有:
查高斯函數表得:而在發射結xje為5μm處有:
再查高斯函數表得:
即有:
由此發射結處質濃度可查表得
考慮到邊緣擊穿,擊穿電壓有一定的下降,但也能滿足BVEBO≥5 V。而用NC=2×1014cm-3NSB=1018cm-3,xje=8μm便可查曲線得出基區的方塊電阻R□b為100 Ω/口。
2.5 發射區磷擴散濃度的確定
為了保證有足夠的放大系數,要求發射區的磷擴散表面濃度約為1021cm-3。這在xje=5μm,NSB=1018cm-3的條件下,可查曲線估算出發射區方塊電阻R□e為1 Ω/口,但在實際工作中,一般R□e以滿足放大系數hEE為前提。因此,為了保證TIP41C發射區擴散有足夠高的雜質濃度,發射區擴散采用三氯氧磷液態源工藝。
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