器件物理课程设计--npn双极型晶体管的设计

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1、目录1.课程设计目的与任务书………………………………………………………22.物理参数设计…………………………………………………………………32.1各区掺杂浓度及相关参数的计算………………………………………32.2集电区厚度Wc的选择……………………………………………………62.3基区宽度WB………………………………………………………………62.4扩散结深…………………………………………………………………102.5芯片厚度和质量…………………………………………………………102.6晶体管的横向设计、结构参数的选择…

2、………………………………103.工艺参数设计…………………………………………………………………113.1工艺部分杂质参数………………………………………………………113.2基区相关参数的计算过程………………………………………………113.3发射区相关参数的计算过程……………………………………………133.4氧化时间的计算…………………………………………………………144.设计参数总结…………………………………………………………………165.工艺流程图……………………………………………………………………176.生产

3、工艺流程…………………………………………………………………197.版图……………………………………………………………………………288.心得体会……………………………………………………………………299.参考文献……………………………………………………………………3033课程设计任务书题目名称npn双极型晶体管的设计学生学院材料与能源学院专业班级姓名学号一、课程设计的内容设计一个均匀掺杂的npn型双极晶体管，使T=300K时，hfe=120,BVCBO=80V.晶体管工作于小注入条件下，设计时应尽量减小基区宽度调

4、制效应的影响。二、课程设计的要求与数据1．了解晶体管设计的一般步骤和设计原则健康2．根据设计指标设计材料参数，包括发射区、基区和集电区掺杂浓度NE,NB,和NC,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。3．根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，包括集电区厚度Wc，基本宽度Wb，发射区宽度We和扩散结深Xjc,发射结结深Xje等。4．根据扩散结深Xjc,发射结结深Xje等确定基区和发射区预扩散和再扩散的扩散温度和扩散时间；由扩散时间确定氧化层的氧化温度、氧化厚度和氧化时间。5．根据设

5、计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、发射区和金属接触孔的光刻版图。6.根据现有工艺条件，制定详细的工艺实施方案。7．撰写设计报告三、课程设计应完成的工作1.材料参数设计332.晶体管纵向结构设计3.晶体管的横向结构设计（设计光刻基区、发射区和金属化的掩膜版图形）4．工艺参数设计和工艺操作步骤5.总结工艺流程和工艺参数6.写设计报告四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1教师布置设计任务，讲解设计要求和方法教1-4032015.1.122学生熟悉设计任务，进行资料查阅和整体设计方案

6、的制定图书馆，教1-4032015.1.133设计晶体管的材料参数图书馆，教1-4032015.1.144.设计晶体管的纵向结构参数图书馆，教1-4032015.1.155教师集中辅导，分析设计中存在的主要问题教1-4032015.1.166设计纵向结构参数,绘制光刻基区、发射区和金属化的版图教1-4032015.1.17-2015.1.198工艺操作步骤设计图书馆，教1-4032015.1.209教师集中辅导和检查版图和工艺操作的设计教1-4032015.1.2110写课程设计报告图书馆，教1-4032015.

7、1.22-2015.1.23五、应收集的资料及主要参考文献1．《半导体器件基础》RobertF.Pierret著，黄如译，电子工业出版社，2004.2．《半导体物理与器件》赵毅强等译，电子工业出版社，2005年.3．《硅集成电路工艺基础》，关旭东编著，北京大学出版社，2005年.发出任务书日期：2015年1月12日指导教师签名：计划完成日期：2015年1月24日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：332、物理参数设计2.1各区掺杂浓度及相关参数的计算击穿电压主要由集电区电阻率决定。因此，集电区电阻率的最小值由击

8、穿电压决定，在满足击穿电压要求的前提下，尽量降低电阻率，并适当调整其他参量，以满足其他电学参数的要求。对于击穿电压较高的器件，在接近雪崩击穿时，集电结空间电荷区已扩展至均匀掺杂的外延层。因此，当集电结上的偏置电压接近击穿电压V时，集电结可用突变结近似，对于Si器件击穿电压为，由此可得集电区杂质浓度为：由设计的要求可知C-B结的击穿电压为：根据公式,可算出集电区杂质浓度：一