Разработка конструкции и технологии изготовления полупроводниковой интегральной микросхемы (категория РЭА – для эксплуатации в закрытых помещениях), страница 2

Расчёт параметров интегрального транзистора

Структура интегрального биполярного n-p-n транзистора, расчитываемого в данной работе показана на рис. 3.

В данной работе в качестве основы для формирования структуры биполярного транзистора, взята  кремневая эпитаксиальная структура со скрытым n+-слоем:

7 КЭФ 0,5/3,5 КЭС 25

60 -----------------------320 КДБ 10 (111)

Диаметр структуры 60 мм, толщина эпитаксиального слоя 7 мкм, удельное сопротивление слоя 0.5 Ом*см, толщина скрытого слоя 3,5 мкм с поверхностным соротивлением 25 Ом/кв; подложка с удельным сопротивлением 10 Ом*См.

                   

 

Расчёт геометрических размеров эмиттерной области

Расчёт тела коллектора

 

Расчет базовой области

При расчете сопротивления базовой области rb структуру разбивают на области, сопротивление которых легко определяется ( рис.5). Но в отличие от rk сопротивление rb зависит от эмиттерного тока. Поэтому при определении сопротивления области базы, непосредственно находящейся под эмиттером, нужно учитывать влияние эмиттерного тока

       , где r0 – сопротивление базовой области под донной частью эмиттера

Значение λ находится из решения следующего уравнения:

Расчет r01

 ;                              

   ;       ;         ;      

 ;                            ;                          ;                  cm    

 ;           

 ;           Om

 ;          ;        

 ;                                         Om

Расчет r02

 ;         ;              

      

rbc - среднее удельное сопротивление базового слоя

 ;        Om

Расчет  r03

 ;                          ;                 ;

 ;                         Om

 ;                                

Определяем длину и ширину  базы [3, рис.1.39]:

Lb = 35 мкм – длина базы

Zb = 25 мкм – ширина базы

Расчёт частотных характеристик

Расчет частотных характеристик транзистора

Из таблицы 12.1 [3] рассчитаем значение барьерной ёмкости Сэ перехода эмиттер-база

Из таблицы 11.2 определим толщину слоя пространственного заряда в эмиттерной и базовой части перехода, а также барьерную ёмкость коллекторного перехода

 

В данной работе необходимо расчитать резисторы

Исходными данными для расчета геометрических размеров интегральных полупроводниковых резисторов являются:

–  заданное в принципиальной схеме номинальное значение сопротивления R и допуск на него;

–  поверхностное сопротивление легированного слоя;

–  значение рассеиваемой мощности и максимально допустимая мощность рассеивания;

–  основные технологические ограничения.

Полупроводниковые резисторы изготавливаются на основе диффузионных слоев транзисторной структуры ( эмиттерная и базовая области), в эпитаксиаль-ном слое (коллекторная область) и с помощью ионного легирования.Кроме того, применяются резисторы из поликристаллического кремния, нанесенного на поверхность кристалла.

В таблице 1 приведены характеристики наиболее часто применяемых в полу-проводниковых ИМС интегральных резисторов.

   Характеристики интегральных резисторов

Тип резистора	ρs , Om/kv	Допуск, %	TKR   1/ ºC	Толщина слоя , мкм	Паразитная емкость,пФ/мм²
ДР на основе базовой области	100-300	±(5-20)	±  (0,5 – 3 )10¯³	2,5 – 3,5	150 – 350
Пинч-резистор	(2-15)10³	±50	± (1, 5 - 3)10¯³	0,5 – 1	1000 – 1500
ДР на основе эмиттерной области	1-10	±20	± (01 – 0,5)10¯³	1,5 – 2,5	1000 – 1500
Эпитаксиальный резистор	(0,5-5)10³	±(15-20)	± (2 – 4 ) 10¯³	7 – 10	80 – 100
Ионно-легированный  резистор n – типа	(5-10)10²	±50	± ( 1,5 – 5 ) 10¯³	0,1 – 0,2	200 – 350