Влияние технологических примесей на температурную зависимость коэффициента усиления биполярного n-p-n-транзистора
Оджаев В. Б.,
Петлицкий А. Н.,
Пилипенко В. А.,
Просолович В. С.,
Филипеня В. А.,
Шестовский Д. В.,
Явид В. Ю.,
Янковский Ю. Н.
2021
Исследованы температурные зависимости статического коэффициента усиления по току (β) биполярных n-p-n-транзисторов, сформированных по аналогичным технологическим маршрутам (серии А и В), в интервале температур 20–125 °С. Содержание неконтролируемых технологических примесей в приборах серии А было ни- же предела обнаружения методом полного внешнего отражения рентгеновского излучения (по Fe < 4,0 · 109 ат/см2). В приборах серии В вся поверхность пластин была покрыта слоем Fe со средней концентрацией 3,4 · 1011 ат/см2, наблюдались также пятна Cl, K, Ca, Ti, Cr, Cu, Zn. Установлено, что в приборах серии В при среднем уровне тока коллектора (1,0 ∙ 10–6 < Ic < 1,0 ∙ 10–3 A) статический коэффициент усиления по току больше соответствующего значения в приборах серии А. Это обусловлено большей эффективностью эмиттера вследствие высокой концентрации основной легирующей примеси. Данное обстоятельство определяло и более сильную температурную зависимость β в приборах серии В вследствие значительного вклада в его величину температурного изменения ширины запрещен- ной зоны кремния. При Ic < 1,0 ∙ 10–6 A β для приборов серии В становится существенно меньше соответствующих значений для приборов серии А и практически перестает зависеть от температуры. В приборах серии В рекомбинационно-генерационный ток преобладает над полезным диффузионным током неосновных носителей заряда в базе вследствие наличия высокой концентрации неконтролируемых технологических примесей. Для приборов серии А при Ic < 10–6 A температурная зависимость β практически не отличается от аналогичной зависимости для среднего уровня инжекции.
Оджаев В. Б., Петлицкий А. Н., Пилипенко В. А., Просолович В. С., Филипеня В. А., Шестовский Д. В., Явид В. Ю., Янковский Ю. Н. Влияние технологических примесей на температурную зависимость коэффициента усиления биполярного n-p-n-транзистора. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук. 2021;57(2):232-241.
https://doi.org/10.29235/1561-2430-2021-57-2-232-241
Цитирование
Список литературы
1. Исследование влияния технологических примесей на вольт-амперные характеристики биполярного n-p-n- транзистора / В. Б. Оджаев [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларуси. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2018. – Т. 63, № 2. – C. 244–249. https://doi. org/10.29235/1561-8358-2018-63-2-244-249
2. Челядинский, А. Р. Дефектно-примесная инженерия в имплантированном кремнии / А. Р. Челядинский, Ф. Ф. Комаров // Успехи физ. наук. − 2003. − Т. 173, № 8. − С. 813–846.
3. Белоус, А. И. Проектирование интегральных микросхем с пониженным энергопотреблением / А. И. Белоус, В. А. Емельянов, В. С. Сякерский. – Минск: Интегралполиграф, 2009. – 320 с.
4. Зависимость коэффициента усиления биполярного n-p-n-транзистора от параметров легированных областей и содержания технологических примесей / В. Б. Оджаев [и др.] // Материалы и структуры современной электроники: Материалы VIII Междунар. науч. конф. – Минск, 2018. – С. 195–199.
5. SEMI M33–0988.
6. Surface analysis for Si–Wafers using total reflection X-ray fluorescence analysis / W. Berneike [et al.] // Fresenius’ Zeitschrift für analytische Chemie. − 1989. − Vol. 333, № 4/5. − Р. 524−526. https://doi.org/10.1007/bf00572369
7. Sze, S. M. Semiconductor Devices: Physics and Technology / S. M. Sze, M. K. Lee. – 3nd ed. – John Wiley & Sons Singapore Pte. Limited, 2012. – 582 p.
8. Блихер, А. Физика силовых биполярных и полевых транзисторов: пер. с англ. / А. Блихер. – Л.: Энергоатомиздат: Ленингр. отд-ние, 1986. – 248 с.
9. Buhanan, D. Investigation of current-gain temperature dependence in silicon transistors / D. Buhanan // IEEE Trans. Electron Devices. – 1969. – Vol. 16, № 1. – P. 117–124. https://doi.org/10.1109/t-ed.1969.16573
10. Фистуль, В. И. Сильнолегированные полупроводники / В. И. Фистуль. – М.: Наука, – 1967. – 416 с.
Похожие публикации