TIP41C低頻大功率平面晶體管芯片設(shè)計
從改善雪崩注入二次擊穿的角度考慮,希望集電區(qū)厚度WC≥BVCBO/EM,其中EM為最大電場強(qiáng)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(qū)厚度WC≈20μm。假設(shè)使用摻As襯底材料,反擴(kuò)散層厚為2μm,則外延層厚度T應(yīng)等于30μm。所以,可取材料外延層厚度為30+2μm。
2.4 基區(qū)硼擴(kuò)散濃度的確定
為改善晶體管的大電流特性,基區(qū)硼擴(kuò)散濃度應(yīng)高一些,但基區(qū)雜質(zhì)濃度太高又會降低BVEBO,所以,應(yīng)在保證BYEBO≥5 V的前提下盡量提高基區(qū)濃度?;鶇^(qū)雜質(zhì)沉積可采用離子注人工藝,當(dāng)基區(qū)再分布后,可認(rèn)為基區(qū)受主雜質(zhì)的再分布是高斯函數(shù)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(zhì)濃度:。為表面濃度,它是時間t的函數(shù),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(shù)表得:而在發(fā)射結(jié)xje為5μm處有:再查高斯函數(shù)表得:即有:由此發(fā)射結(jié)處質(zhì)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(qū)的方塊電阻R□b為100 Ω/口。
2.5 發(fā)射區(qū)磷擴(kuò)散濃度的確定
為了保證有足夠的放大系數(shù),要求發(fā)射區(qū)的磷擴(kuò)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(fā)射區(qū)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(shù)hEE為前提。因此,為了保證TIP41C發(fā)射區(qū)擴(kuò)散有足夠高的雜質(zhì)濃度,發(fā)射區(qū)擴(kuò)散采用三氯氧磷液態(tài)源工藝。
評論