高性能纵向pnp晶体管的研制

pnp晶体管中由于空穴的迁移率较电子的迁移率低得多,再加上纵向pnp管有比npn管严重得多的基区宽度调变效应,一般情况下,难以使纵向pnp管的性能与npn管的性能相媲美。我们从理论上分析了提高纵向pnp管性能的途径,并设计了一套新的工艺流程。在p型外延材料上研制出了BV_(ceo)≥90V、V_(be)≤0.8V、f_T=900MHz、V_(ces)=0.2V、β=60～150、厄利电压大于150V的纵向pnp晶体管。在P型单晶材料上研制出了BV_(ceo)≥65V、f_T≥560MHz、β=60～150的纵向pnp晶体管。具有这种性能的纵向pnp管目前在国内外还很少见。     

双外延材料选取实验——400兆50瓦硅大功率管外延材料探讨

1.双外延材料选取原则400兆50瓦硅大功率管选用外延平面工艺制作,对外延层提出了要求.首先要求BV_(ceo)较高,这就要求外延层的电阻率高,厚度厚些为好.但同时要求大电流工作时h_(FE)和f_T高,这又要求外延层的电阻率低,厚度薄些为好.这对外延层的要求是一对矛盾.如何调和这对矛盾是外延材料选取的中心环节.根据外延平面工艺的特点,分析BV_(ceo)更多地受表层电阻率的限制,而大电流下工作的h_(FE)和f_T特性主要取决于正对发射区电阻率,如图1斜线部分.所以我们考虑选用n~-/n/n~ 的双外延结构来调和这对矛盾.     

GaAlAs/GaAs宽禁带发射极异质结微波双极型晶体管的设计制造和性能

本文比较详细地叙述了GaAlAs/GaAs宽禁带发射极异质结微波双极型晶体管的设计原理、制作工艺和实验结果。在叙述原理时着重于与Si微波功率管的对比,并将实验结果和理论值进行了对比和分析,指出了进一步改进高频性能的途径。已经得到的初步实验结果为:击穿电压BV_(ceo)=80V,l_(cmax)=200mA(发射结面积为A_B=2×10~(-4)cm~2),电流增益h(fe)=20～300,最大振荡频率f_(max)=1.2GHz,特征频率f_T=2.0GHz(V_(ce)=20V,I_c=20mA),实测到的温度-电流增益h_(fe)曲线说明晶体管的工作温度可高达350℃。     

SEBISIT——一种新型高压抗辐射功率晶体管

SEBISIT器件充分利用了SIT器件的栅的电场屏蔽作用,一方面有效地抑制了高反压下耗尽层向基区内的扩展,实现了高压薄基区;另一方面保证了器件有接近于BV_(cbo)的BV_(ceo),实现了较薄外延层下有较高的BV_(ceo),本文对此器件作了较全面的分析。实验验证了SIT屏蔽效应的存在,并试制出BV_(ceo)为225V,f_T大于400MHz的功率加固器件,其φ0.5为常规高压器件的60多倍,有效地改善了高压晶体管的抗辐射加固性能。     

超增益器件制造中的基区杂质分布

适当控制基区的杂质分布,可以获得性能优越的超增益器件。我们据此进行批量生产的超增益器件,在I_C=10μA,V_(CB)=6V条件下,NPN型的h_(PE)可大于2000,BV_(CEO)可大于30V;PNP型的h_(FE)可大于800,BV_(CEO)可大于20V。器件的I_(CEO)可低于10pA。若与氮化硅-高温氮氢烘焙工艺相结合,将为高可靠、高精度线性集成电路提供工艺基础。     

基于SiC的NPN双极型晶体管设计

利用高禁带宽度的SiC材料,设计了一种基于SiC的NPN双极型晶体管,该晶体管采用多层缓变掺杂基区结构实现。在完成晶体管结构设计基础上,仿真分析了晶体管的直流电流增益、击穿特性以及频率特性。在工艺方面,设计完成了晶体管制备工艺流程与版图。仿真结果表明,SiC双极型晶体管具有击穿电压高(BV_(CEO)=900 V)、特征频率高(f_T=5 GHz),晶体管增益适中(β=33)等特点。     

双极晶体管hFE和BV_(ceo)工艺可控性的研究

本文对双极晶体管制作中如何有效地控制好h_(FE)和BV_(c60) 的条件作了较详细的工艺实验,并导出其必要条件为Δσ_i°≥Δσ_i,然后通过扩散规律及器件结构功能的分析,探讨提高h_(FE)和BV_(c60)工艺可控性的工艺方法与控制途径。     

一种采用超自对准工艺技术的30ps硅双极集成电路

借助于递减横向几何尺寸和形成浅结的办法,已经研制出新的30ps 硅双极集成电路。采用超自对准工艺技术(SST)已制造出一种具有0.35μm 发射极条宽和1.57μm 基区范围的 NPN 晶体管。该器件在集电极-发射极电压为1V 和 3V 时,f_T 分别为13.7GHz 和17.1GHz。非阈逻辑每门传输延迟时间已做到30ps/门,低电流型逻辑每门传输延迟时间已达50ps/门。     

硅双极型晶体管的直流电流特性

晶体管的电流放大系数h_(FE)要随集电极电流I_C发生变化。在小电流时,h_(FE)随I_c增加而增加;当I_c增加到一定数值时,h_(FE)基本保持不变。但是,当I_c超过某一临界电流数值以后,h_(FE)会快速下降,这种现象在低集电极电压时更为明显。 本文分析了决定硅双极型晶体管电流放大系数h_(FE)的各种因素,讨论了晶体管的大电流特性,并且分析了h_(FE)随I_c增加而下降的各种机理,给出了各种分析模型的数学表达式。     

pnp高频高反压沟道基区全温晶体管设计与制造

耗尽基区晶体管也称为双极静电感应晶体管(BSIT),其电流放大系数h_(FE)具有负的温度系数。双极结型晶体管(BJT)的h_(FE)具有正温度系数,将BSIJ与BJT并联,采用BJT常规工艺制造了pnp高频高反压沟道基区全温晶体管。 本文描述了这一器件的结构,工作原理,设计与制造。该器件的特点是:当温度T变化时,h_(FE)漂移较小。 测试结果表明,环境温度从25°升到180℃时,器件的h_(FE)随温度T变化率小于35％,优于同类型的常规双极结型晶体管,平均改善20％。当温室从25°降到-55℃时,器件的h_(FE)变化率小于或等于30％     

InGaAs/InP微波双极型晶体管的研制

本文叙述双收集区NpnN型InGaAs/InP异质结双极型晶体管的实验结果.给出器件的击穿特性、开关特性.高频特性和温度特性.理论分析和实验结果表明,n型InGaAs第一收集区的厚度对晶体管的击穿特性和开关特性有重要影响.器件的击穿电压BV_(CE0)=20伏,贮存时间t_s=0.5ns(Ic=50mA,I_(B1)=10mA,回抽电流I_(B2)=0),f_T=1.2GHz(V_(CE)=6V,Ic=15mA).在77～433K范围内h_(fe)变化很小,在4K下h_(fe)≌1,并表现出强烈的俄立(Early)效应.     

半自动晶体管管芯磁分选仪

晶体管制造中管芯的测试分类是一项大量重复,急需提高效率,减轻劳动强度的工序,据我厂需要,学习了兄弟单位的先进经验,试制了半自动晶体管管芯磁分选仪。 这个仪器使用一个探针,将探针对准管芯发射极,按微动开关起动仪器后,即按予定程序依次对四个参数(BV_(ceo)、BV_(eb)、Ⅰ_(eb)、Ⅰ_(ceo))进行自动测量,只要其中一个参数不合格,即以灯光显示,并记忆在电路中,在下一个管芯的测量中进行打磁。考虑到二极管正向压降很小,故只用一个探针,在基极悬空的条件下,改变所加测试电压的极性,就可测出以上四个参数,从而减少了对准探针的麻烦。测试一只管芯约需0.5秒,四个参数的合格标准可以在一定范围内予先调整。     

获得低频晶体管低噪声高增益的途径与措施

闪变噪声和爆裂噪声是晶体管低频噪声的主要来源。散粒噪声和基区电阻的热噪声在低频范围内同样起作用。改善半导体的表面状态、减少晶体中的原生缺陷并控制二次缺陷的诱生及重金属杂质的引入,提高小电流下的直流电流增益h_(FE)、减小晶体管的基区电阻r′_(bb),是实现低频晶体管低频低噪声的主要途径。按这一指导思想制得的晶体管,低频噪声系数N_(FL)≤1.5dB,在I_c=0.1mA下,h_(FE)=200～1200;I_(CEO)可低于100pA,BV_(CEO)<15V。     

用于衬底馈电逻辑电路(SFL)的PNP宽发射极砷化镓双极型晶体管

本文从原理上分析了GaAs-I~2L电路相对于Si-I~2L电路的改进潜力,指出了PNP电流源管的基本难点在于过短的空穴扩散长度,从而相应提出了衬底馈电逻辑SFL(Substrate fed logic)GaAs电路的概念,本文比较详细地介绍了PNP-GaAs晶体管的制作工艺,并给出了相应的实验结果,初步的数据为电流增益h_(fe)=40,发射极-收集极击穿电压BV_(ceo)=2～3V,本文同时也给出了NPM和NPN-GaAs晶体管的开关特性。     

高电流增益横向PNP晶体管的设计

本篇论文从横向PNP二维近似模型出发,分析和研究影响电流增益h_(FE)的主要因素.在此基础上,设计一块芯片上有几种不同几何形状和尺寸的横向PNP管图形.采用常规集成电路工艺制出BVceo=40V,BVebo=100V,Veb=0.5V(Ic=100μA),h_(FE)=100的横向PNP晶体管.测量结果表明,理论上的估计与实验结果一致.我们发现:设计创造h_(FE)=100并不十分难.关键是如何减少纵向注入和基区复合以及如何提高集电极电流Ic成份.我们认为:设计合理的埋层间隙;合理的横向基区厚度及纵向基区厚度;减少发射区引线孔的几何尺寸是提高h_(FE)的重要途径.本文还介绍几种减少纵向注入的结构和减少复合的手段.     

高频晶体管小电流h_(FE)参量分析

<正> 一、引言晶体管共发射极直流特性曲线族,直观地反映出晶体管在不同集电极工作电流时电流放大系数h_(FE)的数值。无论哪种晶体管直流特性曲线族的线性问题,在产品质量分析中都占有重要地位。双极型晶体管h_(FE)在小电流下单调下降已为众所周知,很多人对小电流h_(FE)的变化规律进行了各种研究,提出多种物理模型和h_(FE)的数学表达式。晶体管制造厂家也始终把h_(FE)的线性作为工艺过程的重点赋与高度重视。     

集电极扩散隔离工艺

本文介绍集电极扩散隔离工艺的特点,叙述该工艺的实验,并给出用此工艺技术制作的晶体管(β≥100,f_T>1000MHz,BV_(ceo)≥6V)和E/T转换器的结果。     

大功率管的再生

许多大功率管由于H_(FH)太低(≤10)而无法使用。还有些饱和压降太大,实际上也是H_(FH)太低所致。此时只要在测V_(ces)(饱和压降)时加大基极注入电流I_b,V_(ces)就迅速减小了。对于这类管子,可加接一只小功率管组成复合管,就可当作一只理想的大功率管使用,如图。加接管的BV_(ceo)应大于原大功率管,为了安全起见,最好等于取1.2～1.5倍。因小功率管BV_(ceo)高一些价格增加不多,而大功率管BV_(ceo)稍大一点则贵不少。此外,后加管的f_r、T_(off)、I_(ceo)、H_(FE)均应优于原大功率管,这在选用正品小功率管时很容易到达。当电路要求很高,即高H_(FE)、趴高反压BV_(ceo)即使用正品大功率管也难满足要求时,也可用这种方法来到达。国外某些产品如2SD961、2SD962在管壳内就做成复合     

晶体管特性图示仪数字显示装置

本文就晶体管的β、I_(ceo)、BV_(ceo)三个参数的数字显示的实施进行简要的介绍.一、综合方框图图1示出了β、I_(ceo)、BV_(ceo)三个参数数字显示的综合方框图.由图可见,β、I_(ceo)的取样信号是通过各自的键控,     

技术动态

<正> 日本电气试制了截止频率f_T为45GHz的Al_(0.25)Ga_(0.75)As/GaAs HBT(异质结双极晶体管)。该HBT的两条发射极(尺寸3×3μm~2)夹住中间的一条基极。这种结构与过去的把发射极放在中间,两边配上基极的HBT相比,集电极-基极电容C_(BC)大约只有原来的1/2,因此提高了f_T。该HBT的电流放大系数h_(FE)=20,跨导g_m=5000mS/mm。在V_(CE)=2.6V,I_C=27.3mA时,获得f_T为45GHz。最大振荡频率f_(max)是18.5GHz(V_(CE)=4V,I_C=18mA)。王令译自“日经电子学”(日),No.409,p.56,1986