晶体三极管

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,晶体三极管,晶体三极管具有放大、开关、振荡、混频、频率交换等作用，通常晶体三极管可以处理的功率至几百,W,，,频率至几,GHz,左右。,一、概述,1.,晶体三极管的各种形状,2.,晶体三极管的名称和分类,晶体三极管的名称根据,JISC 7012,，,按下图所示决定。,公司,晶体三极管产品的名称,3 DD 488 200 N P Y L SA1,三极管,低频大功率,芯片尺寸,4.88mm,ce,耐压,200V,类型,NPN,平面工艺,背面金属为银,正面金属为铝,版本号,3.,晶体三极管的结构和电路符号,二、晶体三极管的主要参数,1,。三极管的直流参数,2,。三极管的交流参数,3,。三极管的极限参数,3,。三极管的主要特性曲线,三、普通硅平面三极管工艺,1,。平面三极管纵向结构,2.,平面三极管平面结构,梳状结构,反覆盖结构,3.NPN,平面三极管工艺流程,序号,工序,描述,处理条件,1,来料接收,二部投片,SL5N1-P8 N/,掺砷,0.005cm,2,外延,SiHCl3 N,型外延,N,型,1050,，先本征外延,1um,；,再生长,11um,，,掺磷，,=1.3cm,3,氧化,器件,N,氧化,900 60H2/O2 + 105062H2/O2,4,激光打标,激光打标,硅片正面刻批号、片号,5,基区光刻,6,氧化,80080,1000 (62) O2,7,硼注入,硼注入,B+，60keV 5.0E14cm-2,8,P,型退火,P,型退火,1200 30N2+30H2/O2,9,发射区光刻,10,磷涂布,器件磷涂布,500RPM 2”+2000RPM 10”+BAKE,11,涂布磷预扩,涂布磷预扩,条件待定，,Rs,=41/,12,N,型退火,退火,根据,HFE,确定,序号,工序,描述,处理条件,13,孔光刻,14,Al,蒸发,1AL,蒸发,AL，2.50.2um,15,Al,反刻,16,合金,退火,430 30N2,17,钝化,PECVD,淀积,380 5000A SIO2+5000A SIN,18,刻压点,19,减薄,减薄,细磨后晶片揭膜厚度：,21010um,20,背面蒸发,背面蒸发,21,送出,二部出货,二部出货,4. PNP,平面三极管工艺流程,序号,工序,描述,处理条件,1,来料接收,二部投片,SL5P1-P17/,掺硼,0.0050.008.cm,2,外延,SiHCl3 P,型外延,P,型，,1050,先本征外延,1um,再生长,13um,，,掺硼，,=2cm,3,氧化,器件,P,氧化,900 60H2/O2 + 105062H2/O2,4,激光打标,激光打标,硅片正面刻批号、片号,5,基区光刻,6,氧化,80080,1000 (62) O2,7,磷注入,磷注入,P+, 120keV 3.0E14cm-2,8,N,型退火,N,型退火,1200 40N2+40H2/O2,9,浓基区光刻,10,磷预淀积,Rs,=102/,950 20N2/O2+30POCl3+50N2/O2,11,氧化,E,区氧化,950 60H2/O2,12,发射区光刻,13,硼涂布,硼涂布,1500RPM 20”+BAKE,14,涂布硼预扩,涂布硼预扩,条件待定，,Rs,=51/,序号,工序,描述,处理条件,15,P,型退火,退火,根据,HFE,确定,16,孔光刻,17,Al,蒸发,1AL,蒸发,AL，2.50.2um,18,Al,反刻,19,合金,退火,430 30N2,20,钝化,PECVD,淀积,380 5000A SIO2+5000A SIN,21,刻压点,22,减薄,减薄,细磨后晶片揭膜厚度：,21010um,23,背面蒸发,背面蒸发,24,送出,二部出货,二部出货,四、三极管的常见问题,可能原因：表面沾污、扩散异常引起的基区表面反型,主要措施：提高基区表面浓度，消除表面沾污、扩散异常,可能原因：发射区偏出基区、针孔、缺陷等引起,CE,两极存在电阻通道,主要措施：提高发射区对基区套刻精度，消除针孔、缺陷,1,。,Ce,漏电，软击穿,原因：基区宽度随集电极电压增高而变小,主要措施：提高基区宽度、基区浓度,2,。厄尔利电压偏小,主要原因：表面沾污、缺陷引起的基区输运系数下降,主要措施：,A.,减少表面沾污、缺陷,B.,改善表面钝化工艺,C.,改用,100,材料,3,。,K,值偏小,4,。饱和压降偏大,主要原因：外延电阻率太高或厚度太厚,主要措施：降低外延电阻率或厚度,主要原因：衬底电阻率太高或厚度太厚、,Rb,偏大,主要措施：,A.,降低衬底电阻率或厚度,B.,减小,Rb,5,。接触电阻偏大,主要原因：正面或背面,si,与金属接触不良,主要措施：确保金属蒸发前的,si,表面洁净，提高,si,掺杂浓度、选择合适的金属降低势垒,.,6,。大电流特性不好,主要原因：发射极周长偏小或基区偏淡,主要措施：提高基区浓度，改善版图结构增加发射极周长,.,7,。二次击穿耐量不好,可能原因：缺陷、沾污或结构设计不合理。,主要措施：,1,。消除缺陷、沾污。,2,。改善版图结构，使电流更均匀,.,3,。采用镇流电阻。,4,。增加高阻集电区厚度。,8,。,HFE,偏大或偏小,偏大可能原因：基区偏淡、偏浅，发射区偏浓、偏深。,偏小可能原因：基区偏浓、偏深，发射区偏淡、偏浅。,主要措施：,控制好基区、发射区的浓度和结深。,HFE,控制的好坏是公司生产三极管的关键,目前公司主要通过涂布源工艺改善发射区浓度均匀性来提高,HFE,均匀性,9,。,BVcbo,、,BVceo,偏小,可能原因：,1,。外延偏浓、偏薄。,2,。基区结深不合适或表面电场集中。,3,。,HFE,偏大导致,BVceo,偏小,4,。图形设计、工艺异常,5,。针孔或缺陷,主要措施：,1,。提高外延厚度和电阻率。,2,。选取合适基区结深，采取适当措施降低表面电场,3,。控制好,HFE,4,。,消除图形设计、工艺异常,5,。消除针孔或缺陷,五。中、高压晶体管的耐压特殊考虑,中、高压晶体管的耐压通常不仅仅取决于外延的电阻率和厚度，往往由于表面电场集中造成漏电流增大或局部热击穿，其耐压达不到体雪崩击穿电压。要消除表面限制使耐压达到体雪崩击穿电压，必须：,a,。,降低,PN,结表面电场强度,b,。,提高表面保护材料的耐压强度,1.,降低,PN,结表面电场强度的几种方法,a.,场板结构,主要利用金属场板的感应电荷减小,PN,结弯曲处表面电场集中,b.,台面结构,主要通过开槽或磨角的方法消除,PN,结弯曲处表面电场集中,c.,分压环结构,主要通过在主结临界击穿前，让主结的耗尽层“穿通”到分压环上，穿通之后的电压主要由分压环分担。,d.,结的终端延伸结构,主要通过轻掺杂的,P,区延伸带，结终止区空间电荷层宽度大大加宽，峰值电场强度大幅度下降，有效提高了击穿电压。,2,。常用的几种高压表面保护材料,a.,氮化硅,b.,聚铣亚胺,c.,掺氧多晶硅、掺氮多晶硅,