论文研究-隔离工艺对高压双极晶体管工艺的影响 .pdf

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隔离工艺对高压双极晶体管工艺的影响,徐华芹,,双极晶体管工艺通常以外延工艺前硅片衬底上形成的P型埋层即BP和外延上形成的P Sinker即DP相接来实现对通隔离。在高压双极晶体管的应��
国科技论文在线 为了实现与穿通以实现穿通隔离,注入剂量较髙,结深较深;由于髙压工艺 通常使用较厚的外延,使得为实现对通隔离需要更大的结深,这使得相应的横向扩 散较多,但工艺当中所处位置与所处位置为一斜角关系,实际距离较远,如图中 所示,工艺中可利用这一巧妙的关系使得和间可以获得较高的击穿电压 橫向扩散较少时,为得到同样的击穿电压,该处的设计规则便可以相应缩小。 EPI t BN Suk<100> 图 与隔离剖面示意图 与 作为基区,为了实现高的放大倍数,结深铰浅,般小于左右,横向扩散仪为 左右,所以与隔离间的击穿电压由的横向扩散决定,横向扩散多,击穿电压 低,横向扩散少,古穿电压高。 同样,横向扩散较少时,为得到同样的击穿电压,该处的设计规则便可以相应缩小 7 图 与隔离剖面示意图 的剂量和结深主要影响双极晶体管集电极的电阻从而影响到器件的集电极和发射极 间的饱和压降,杂质 相对于和杂质 热扩散系数要小,同时 与成斜角关系(如图中所示),使得与间的隔离不难实现;与 热推进过稈中横向扩散较多,这使得是与隔离间的关键问题所在(如图 中所示)。 国科技论文在线 图 与隔离剖面示意图 综上几处隔离间的关系,可发现是晶体管内部隔离的关键所在。 通过 工艺模拟考察不同和条件对隔离的影响 对于高压双极晶体管,我们以一个厚的为例,假设的电阻率为 通过 分别模拟 隔离岛与之间的击穿电压,以及与上下对通隔离 的情况。 14 atria I 1∈ 时与剖面图及纵向浓度分布 如图所示,由于浓度过低,穿通隔离主要靠的上扩完成,高浓度的横向扩散 较多,吞噬到的区域。 国科技论文在线 Plot Tols Prod Properties Window lelp e Dala ira i3n1f〓or a工 rr TPac⊥232 C〔⊥ Tet Vop1n〔!cm3 ■ TTTT TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 图 时与剖面图及纵向和横向浓度分布 由图可见,与间可实现穿通隔离,但与间击穿电压不高。 Eje Jew Pb: Dols Prodution Properties inco X We 18 18 Microns 图 时与剖面图及纵问和横向浓度分布 由图可见,调整后,与间可实现穿通隔离,与间击穿电压大大提高。 和国科技论文在纯 工艺验证工艺设计对隔离电压的影响 )和 图横轴是和间的距离,纵轴是两者间的击穿电压。由图可见和间击 穿电压随二者间的距离逐渐增加,由于横向扩散较少,以及两者间的斜角关系,即使两 者间距离较小时亦能获得较大的击穿电压。 120 100 △60 40 20 6 10 11 12 与间的击穿电压随、间的距离变化示意图 )和 120 100 80 40 20 9 11 Space 13 15 19 图 与间的击穿电压随、间的距离变化示意图 和间击穿电压随二者间的距离逐渐增加,但由于横向扩散较多即使两者相 距时也只有不到的击穿电压,为获得高的耐压,只能增加和间的设计距 离,从而增加了品伓管的面积,影响了工艺的集成度。 结论 本文讨论了双极晶体管工艺中的几处隔离,发现无论对于晶体管与外部电路的隔离 还是对于晶体管内部隔离都至关重要,通过工艺模拟比较不同条件下与的穿通隔离 效果,以及与间能承受的击穿电压,从而得到最佳的工艺条件,在器件承受高压的 同时,保证高的电路集成度。 国科技论文在线 参考文献 半导体器件基础,黄如,王漪等译北京:电子工业出版社, 李杜宏,谢世健集成电路设计宝典,北京:电子工业出版社, 韩雁高压集成电路中高压功率器件的设计研究固体电子学研究与进展

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