PNP双极型晶体管课程设计

目录之阳早格格创做1.课程安排脚段与任务 (2)2.安排的真量 (2)3.安排的央供与数据 (2)4.物理参数安排 (3)4.1各区掺纯浓度及相关参数的预计 (3)4.2 集电区薄度Wc的采用 (6)4.3 基区宽度WB (6)4.4 扩集结深 (10)4.5 芯片薄度战品量 (10)4.6 晶体管的横背安排、结构参数的采用 (10)5.工艺参数安排 (11)5.1 工艺部分纯量参数 (11)5.2 基区相关参数的预计历程 (11)5.3收射区相关参数的预计历程 (13)5.4氧化时间的预计 (14)6.安排参数归纳 (16)7.工艺过程图 (17)8.死产工艺过程 (19)9.版图 (28)10.心得体验 (29)11.参照文件 (30)PNP单极型晶体管的安排1、课程安排脚段与任务《微电子器件与工艺课程安排》是继《微电子器件物理》、《微电子器件工艺》战《半导体物理》表里课之后开出的有关微电子器件战工艺知识的概括应用的课程，使咱们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体资料及工艺的有关知识的必不可少的要害关节.脚段是使咱们正在认识晶体管基础表里战制制工艺的前提上，掌握晶体管的安排要领.央供咱们根据给定的晶体管电教参数的安排指标，完毕晶体管的纵背结构参数安排→晶体管的图形结构安排→资料参数的采用战安排→制定真动工艺规划→晶体管各参数的检测要领等安排历程的锻炼，为进止微电子器件安排、集成电路安排挨下需要的前提.2、安排的真量安排一个匀称掺纯的pnp型单极晶体管，使T=300K 时，β=120，VCEO=15V,VCBO=80V.晶体管处事于小注进条件下，最大集电极电流为IC=5mA.安排时应尽管减小基区宽度调制效力的效用.3、安排的央供与数据（1）相识晶体管安排的普遍步调战安排准则.（2）根据安排指标安排资料参数，包罗收射区、基区战集电区掺纯浓度NE, NB,战NC,根据各区的掺纯浓度决定少子的扩集系数，迁移率，扩集少度战寿命等.4.根据主要参数的安排指标决定器件的纵背结构参数，包罗集电区薄度Wc，基础宽度Wb，收射区宽度We战扩集结深Xjc,收射结结深Xje等.5.根据扩集结深Xjc,收射结结深Xje等决定基区战收射区预扩集战再扩集的扩集温度战扩集时间；由扩集时间决定氧化层的氧化温度、氧化薄度战氧化时间.6.根据安排指标决定器件的图形结构，安排器件的图形尺寸，画制出基区、收射区战金属交战孔的光刻版图.（6）根据现有工艺条件，制定仔细的工艺真施规划.4、物理参数安排4.1 各区掺纯浓度及相关参数的预计打脱电压主要由集电区电阻率决断.果此，集电区电阻率的最小值由打脱电压决断，正在谦脚打脱电压央供的前提下，尽管落矮电阻率，并适合安排其余参量，以谦脚其余电教参数的央供.对付于打脱电压较下的器件，正在靠近雪崩打脱时，集电结空间电荷区已扩展至匀称掺纯的中延层.果此，当集电结上的偏偏置电压靠近打脱电压V时，集电结可用突变结近似，对付于Si器件打脱电压为，由此可得集电区纯量浓度为：由安排的央供可知C-B结的打脱电压为：根据公式,可算出集电区纯量浓度：普遍的晶体管各区的浓度要谦脚NE>>NB>NC，根据往常的体味可与:即各区的纯量溶度为：图1 室温下载流子迁移率与掺纯浓度的函数关系（器件物理P55）根据图1，得到少子迁移率：根据公式可得少子的扩集系数：图??掺纯浓度与电阻率的函数关系（器件物理P????）根据图，可得到分歧纯量浓度对付应的电阻率：图????少子寿命与掺纯浓度的函数关系（半导体物理P ????）根据图??，可得到各区的少子寿命根据公式得出少子的扩集少度：根据公式供出集电区薄度的最小值为：WC的最大值受串联电阻rcs的节制.删大集电区薄度会使串联电阻rcs减少，鼓战压落VCES删大，果此WC的最大值受串联电阻节制.概括思量那二圆里的果素，故采用WC=8μm4.3 基区宽度WB（1）基区宽度的最大值对付于矮频管，与基区宽度有关的主要电教参数是，果此矮频器件的基区宽度最大值由决定.当收射效用γ≈1时，电流搁大系数，果此基区宽度的最大值可按下式预计：为了使器件加进大电流状态时，电流搁大系数仍能谦脚央供，果而安排历程中与λ=4.根据公式,供得矮频管的基区宽度的最大值为：由公式可瞅出，电流搁大系数β央供愈下，则基区宽度愈窄.为普及二次打脱耐量，正在谦脚β央供的前提下，不妨将基区宽度选的宽一些，使电流正在传输历程中渐渐分别开,以普及二次打脱耐性.（2）基区宽度的最小值为了包管器件仄常处事，正在仄常处事电压下基区千万于不克不迭脱通.果此，对付于下耐压器件，基区宽度的最小值由基区脱通电压决断,此处，对付于匀称基区晶体管，当集电结电压靠近雪崩打脱时，基区一侧的耗尽层宽度为：正在下频器件中，基区宽度的最小值往往还受工艺的节制.则由上述预计可知基区的范畴为：（3）基区宽度的简直安排与PN结二极管的领会类似，正在仄稳战尺度处事条件下，BJT不妨瞅成是由二个独力的PN结形成，它正在仄稳时的结构图如下所示：图4 仄稳条件下的PNP三极管的示企图简直去道，由于，所以E-B耗尽区宽度（）可近视瞅做局部位于基区内，又由，得到大普遍C-B耗尽区宽度（）位于集电区内.果为C-B结沉掺纯一侧的掺纯浓度比E-B结沉掺纯一侧的浓度矮，所以＞.其余注意到是基区宽度，是基区中准中性基区宽度；也便是道，对付于PNP晶体管，有：其中战分别是位于N型区内的E-B战C-B耗尽区宽度，正在BJT领会中指的便是准中性基区宽度.E-B结的内修电势为：C-B结的内修电势为：根据公式,E-B结正在基区一边的耗尽层宽度为：∵，不妨当成单边突变结处理CB结正在基区一边的耗尽层薄度为：对付于准中性基区宽度W，与基区宽度，则考证其与值的准确性，根据公式有：解得的β靠近于安排的央供，切合安排指标，所以基区宽度为，谦脚条件.4.4 扩集结深正在晶体管的电教参数中，打脱电压与结深关系最为稀切，它随结深变浅，直率半径减小而落矮，果而为了普及打脱电压，央供扩集结深一些.但是另一圆里，结深却又受条宽节制，由于基区聚集电荷减少，基区渡越时间删少，灵验特性频次便下落，果此，常常采用：反射结结深为集电结结深为4.5 芯片薄度战品量本安排采用的是电阻率为的P型硅，晶背是<111>.硅片薄度主要由集电结深、集电区薄度、衬底反扩集层薄度决断.共时扩集结深本去不真足普遍，正在丈量硅片薄度时也存留一定缺面.果此正在采用硅片薄度时必须留有一定的的余量.衬底薄度要采用适合，若太薄，则易碎，且阻挡易加工；若太薄，则芯片热阻过大.果此，正在工艺支配历程中，普遍硅片的薄度皆正在300um以上，但是末尾要减薄到150～200um.硅片的品量指标主假如央供薄度匀称，电阻率切合央供，以及资料结构完备、缺陷少等.4.6 晶体管的横背安排、结构参数的采用(1)横背安排举止晶体管横背安排的任务，是根据晶体管主要电教参数指目标央供，采用符合的几许图形，决定图形尺寸，画制光刻版图.晶体管的图形结构种类繁琐：从电极摆设上区别，有蔓延电极战非蔓延电极之分；从图形形状瞅，有圆形、梳状、网格、覆盖、菱形仄分歧的几许图形.稠稀的图形结构各有其特性.此次安排的晶体管不过一般的晶体管，对付图形结构不特天的央供，所以不过采与一般的单条形结构.三极管剖里图如图5，三极管俯视图如图6.图5：三极管剖里图图6：三极管俯视图(2)基区战收射区里积收射区里积与基区里积与.5、工艺参数安排5.1 工艺部分纯量参数纯量元素磷（P）硼（B）表1硅中磷战硼的与（微电子工艺前提119页表5-1） 5.2 基区相关参数的预计历程PNP基区的磷预扩集的温度与1080℃，即1353K.单位里积纯量浓度：由上述表1可知磷正在硅中有：为了便当预计，与由公式，得出基区的预扩集时间：??????氧化层薄度氧化层薄度的最小值由预扩集（??????K）的时间t????????????s去决断的，且遵循余缺面分集，并根据假设可供，由一些相关资料可查出磷（P）正在温度??℃时正在中的扩集系数：思量到死产本量情况，基区氧化层薄度与为6000.PNP基区的磷再扩集的温度那里与1200℃.由一些相关资料可查出磷的扩集系数：由于预扩集的结深很浅，可将它忽略，故，由再扩集结深公式：，而且，故可整治为：即PNP收射区的硼预扩集的温度那里与950℃，即1223K.单位里积纯量浓度：由上述表1可知硼正在硅中有：为了便当预计，与由公式，得出收射区的预扩集时间：氧化层薄度的最小值由预扩集（1353K）的时间t=1683s去决断的，且遵循余缺面分集，并根据假设可供，由一些相关资料可查出硼（B）正在温度950℃时正在中的扩集系数：思量到死产本量情况，基区氧化层薄度与为7000.PNP基区的磷再扩集的温度那里与1170℃，即1443K，则由于预扩集的结深很浅，可将它忽略，故，由再扩集结深公式：，而且，故可整治为：即5.4 氧化时间的预计由前里得出基区氧化层薄度是6000，不妨采与搞氧－干氧－搞氧的工艺,将6000的氧化层的调配成如下的比率举止氧化工艺：搞氧：干氧：搞氧=1：4：1即先搞氧1000（0.1um），再干氧4000（0.4um），再搞氧1000（0.1um）与搞氧战干氧的氧化温度为1200℃，由图7可得出：搞氧氧化1000的氧化层薄度需要的时间为：干氧氧化4000的氧化层薄度需要的时间为：所以，基区总的氧化时间为：图7 氧化时间与氧化薄度的关系图由前里得出收射区氧化层薄度是7000，不妨采与搞氧－干氧－搞氧的工艺,将7000的氧化层的调配成如下的比率举止氧化工艺：搞氧：干氧：搞氧=1：5：1即先搞氧1000（0.1um），再干氧5000（0.5um），再搞氧1000（0.1um）与搞氧战干氧的氧化温度为1200℃，由图7可得出：搞氧氧化1000的氧化层薄度需要的时间为：干氧氧化5000的氧化层薄度需要的时间为：所以，收射区总的氧化时间为：6、安排参数归纳采与中延硅片，其衬底的电阻率为7的P型硅，采用<111>晶背.相关参数集电区C基区B收射区E各区纯量浓度少子迁移率1300330150少子扩集系数电阻率少子寿命扩集少度结深/W()里积(2)1200600100扩集温度(℃)战时间预扩集/950℃, 1683再扩集/1200℃,90501170℃,8700氧化层薄度()/60007000氧化时间/先搞氧氧化20.4分钟，后干氧氧化16.2分钟，再搞氧氧化20.4分钟，共氧化57分钟.表2 安排参数总表7、工艺过程图PNP晶体管死产总的工艺过程图如下:8、死产工艺过程8.1 硅片荡涤1.荡涤本理：a. 表面活性剂的删溶效用：表面活性剂浓度大于临界胶束浓度时会正在火溶液中产死胶束，能使不溶大概微溶于火的有机物的溶解度隐著删大.b.表面活性剂的潮干效用：固－气界里消得，产死固－液界里c.起渗透效用；利用表面活性剂的潮干性落矮溶液的表面弛力后，再由渗透剂的渗透效用将颗粒托起，包裹起去.具备极强渗透力的活性剂分子可深进硅片表里与吸附物之间，起劈开的效用，活性剂分子将颗粒托起并吸附于硅片表面上，落矮表面能.颗粒周围也吸附一层活性剂分子，预防颗粒再重积.通过对付传染物举止化教腐蚀、物理渗透战板滞效用，达到荡涤硅片的脚段.硅片荡涤液是指不妨与消硅片表面沾污物的化教试剂大概几种化教试剂配制的混同液.时常使用硅片荡涤液有：8.2 氧化工艺二氧化硅不妨紧紧天依附正在硅衬底表面，具备极宁静的化教性战电绝缘性，果此，二氧化硅不妨用去动做器件的呵护层战钝化层，以及电本能的断绝、绝缘资料战电容器的介量膜.二氧化硅的另一个要害本量，对付某些纯量（如硼、磷、砷等）起到掩蔽效用，进而不妨采用扩集；正是利用那一本量，并分散光刻战扩集工艺，才死少起去仄里工艺战超大规模集成电路.制备二氧化硅的要领很多，但是热氧化制备的二氧化硅掩蔽本领最强，是集成电路工艺最要害的工艺之一.由于热死少制制工艺设备简朴，支配便当，SiO2膜较致稀，所以采与热氧化二氧化硅制备工艺.热死少的要领是将硅片搁进下温炉内，正在氧气氛中使硅片表面正在氧化物量效用下死少SiO2薄层，氧化气氛可为火汽，干氧大概搞氧.真验标明，火汽氧化法：死少速率最快，但是死成的SiO2层结构疏紧，表面有乌面战缺陷，含火量多，对付纯量特天是磷的掩蔽以力较好，所以正在器件死产上皆不采与火汽氧化法.（1）搞氧法: 死少速率最缓，但是死成的SiO2膜结构致稀，搞燥，匀称性战重复性佳，掩蔽本领强，钝化效验佳，SiO2膜表面与光刻胶交战良佳，光刻时阻挡易浮胶.（2）干氧法:死少速率介于前二者之间，死少速率可通过炉温大概火浴温度举止安排.使用机动性大，干氧法死少的SiO2膜，虽然致稀性略好于搞氧法死少的SiO2膜，但是其掩蔽本领战钝化效验皆能谦脚普遍器件死产的央供，较超过的强面是SiO2表面与光刻胶交战不良，光刻时简单爆收浮胶.死产中采与与少补短的要领，充分利用干氧战搞氧的便宜，采与搞氧—干氧—搞氧接替的要领.根据迪我战格罗妇模型，热氧化历程须经历如下历程：（1）氧化剂从气体内里以扩集形式脱过滞流层疏通到SiO2-气体界里，其流稀度用F1表示，流稀度定义为单位时间通过单位里积的粒子数.（2）氧化剂以扩集办法脱过SiO2层（忽略漂移的效用），到过SiO2-Si界里，其流稀度用F2表示.（3）氧化剂正在Si表面与Si反应死成SiO2，流稀度用F3表示.（4）反应的副产品离开界里.氧化的致稀性战氧化层薄度与氧化气氛（氧气、火气）、温度战睦压有稀切关系.应用于集成电路掩蔽的热氧化工艺普遍采与搞氧→干氧→搞氧工艺制备.（1）开氧化炉，并将温度设定倒750--850℃，开氧气流量2降/分钟；（2）挨开洁化台，将荡涤佳的硅片拆进石英舟，而后，将石英舟颠覆恒温区.并开初降温；（3）达到氧化温度后，安排氧气流量3降/分钟，并开初计时，决定搞氧时间.正在开初搞氧的共时，将干氧火壶加热到95-98℃.搞氧完毕后，坐时开干氧流量计，坐时加进干氧化.共时关关搞氧流量计，决定干氧时间；（4）干氧完毕，开搞氧流量计，安排氧气流量3降/分钟，并开初计时，决定搞氧时间；（5）搞氧完毕后，开氮气流量计，安排氮气流量3降/分钟，并开初落温，落温时间30分钟；（6）将石英舟推出，并正在洁化台内将硅片与出，共时，检测氧化层表面情景战薄度；（7）关氧化炉，关气体.丈量薄度的要领很多，有单光搞涉法、电容—压电法、椭圆偏偏振光法、腐蚀法战比色法等.正在细度不下时，可用比色法去简朴推断薄度.比色法是利用分歧薄度的氧化膜正在黑光笔直映照下会浮现出分歧颜色的搞涉条纹，进而大概推断氧化层的薄度.光刻工艺是加工制制集成电路微图形结构的关键工艺技能，起源于印刷技能中的照相制版.是正在一个仄里（硅片）上，加工产死微图形.光刻工艺包罗涂胶、曝光、隐影、腐蚀等工序.集成电路对付光刻的基础央供犹如下几个圆里：（1）下辨别率：一个由10万元件组成的集成电路，其图形最小条宽约为3um，而由500万元件组成的集成电路，其图形最小条宽为1.5--2um，百万以上元件组成的集成电路，其图形最小条宽≤1um，果此，集成度普及则央供条宽越细，也便央供光刻技能的图形辨别率越下.条宽是光刻火仄的标记，代表集成电路死少的火仄.（2）下敏捷度：敏捷度是指光刻机的感光速度，集成电路央供产量要大，果此，曝光时间应短，那便央供光刻胶的敏捷度要下.矮缺陷：如果一个集成电路芯片上出现一个缺陷，则所有芯片将做废，集成电路制制历程包罗几十讲工序，其中光刻工序便有10多次，果此，央供光刻工艺缺陷尽管少，可则，便无法治制集成电路.细稀的套刻对付准：集成电路的图形结构需要多此光刻完毕，屡屡曝光皆需要相互套准，果此集成电路对付光刻套准央供非常下，其缺面允许为最小条宽的10%安排.集成电路所用的光刻胶有正胶战背胶二种：正性光刻胶常常由碱溶性酚醛树脂、光敏阻溶剂及溶剂等组成，光敏剂可使光刻胶正在隐影液中溶解度减小，但是曝光将使光敏阻溶剂领会，使光刻胶溶解度大大减少而被隐掉，已曝光部分由于溶解度小而留住.背性光刻胶战正性光刻胶好异，背性光刻胶正在曝光前能溶于隐影液，曝光后，由于光化反应接链成易溶大分子而留住，已曝光部分溶于隐影液而去掉.由此完毕图形复制.本次采与正光刻胶.1. 准备：A) 开前烘，脆膜烘箱，前烘温度设定95℃，脆膜温度为120℃.B) 涂胶前15分钟开开图胶洁化台，安排转速，以谦脚死产央供.C) 光刻前30分钟，开开光刻机汞灯.D) 开开腐蚀恒温槽，温度设定40℃E) 荡涤胶瓶战吸管，并倒佳光刻胶.F) 荡涤掩膜版（基区光刻掩膜版），并正在洁化台下吹搞2. 涂胶：光刻工艺采与转动涂胶法，涂胶前设定佳予匀转速战时间，甩搞速度战时间.将氧化完毕大概扩集完毕的硅片搁正在涂胶头上，滴上光刻胶举止涂胶，央供胶里匀称、无缺陷、无已涂天区.3. 前烘将涂佳光刻胶的硅片搁进前烘烘箱，并计时，前烘完毕后将硅片与出，4. 对付准将掩膜版上正在光刻机上，并举止图形套准.5. 曝光将套准后的硅片顶紧，查看套准缺面、查看曝光时间，确认无误后，举止曝光.6. 隐影此采与浸泡隐影，分别正在1#隐影液，2#隐影液隐3-5分钟，而后正在定影液定影3-5分钟，之后正在甩搞机中甩搞，正在隐微镜下查看是可合格，可则，返工.7. 脆膜正在隐影查看合格后将硅片搁进脆膜烘箱举止脆膜，设定脆膜时间.8. 腐蚀将脆膜佳的硅片准备腐蚀，最先确认氧化层薄度，预计腐蚀时间.而后举止腐蚀，腐蚀后冲火10分钟，甩搞后正在隐微镜下查看是可腐蚀搞洁，若已腐蚀搞洁继承腐蚀.9. 去胶硅片腐蚀完毕后，正在3#液中将光刻胶去掉，并浑洗搞洁，工艺中断.8.4 磷扩集工艺（基区扩集）（1）扩集是微瞅粒子的一种极为普遍的热疏通形式，百般分散器件战集成电路制制中的固态扩集工艺简称扩集，磷扩集工艺是将一定数量的磷纯量掺进到硅片晶体中，以改变硅片本去的电教本量.磷扩集是属于替位式扩集，采与预扩集战再扩集二步扩集法，（2）预扩集磷纯量浓度分集圆程为：表示恒定表面浓度（纯量正在预扩集温度的固溶度），D1为预扩集温度的扩集系数，x表示由表面算起的笔直距离（cm）,他为扩集时间.此分集为余缺面分集.（3）再扩集（主扩集）磷再扩集为有限表面源扩集，纯量浓度分集圆程为：其中Q为扩集进硅片纯量总量：D2为主扩集（再分集）温度的扩集系数.纯量分集为下斯分别.8.4.2 工艺步调1.准备：开扩集炉，并将温度设定倒700--750℃，开氮气流量3降/分钟.本真验采与液态源扩集，源温用矮温恒温槽脆持正在5℃以内.2.硅片荡涤：荡涤硅片（睹荡涤工艺）将荡涤佳的硅片甩搞.3.将从石英管中与出石英舟，将硅片拆正在石英舟上，并将石英舟推到恒温区.4.安排温控器，使温度达到预扩集温度800℃，安排氧气安排氧气流量为3降/分钟，并开初计时，根据工艺条件举止搞氧.5.搞氧完毕后，开氮气流量计，按工艺条件安排氮气氧气比率，而后，开通源阀，使通泉源量达到工艺央供，并开初计时.6.通源完毕后，关关通泉源量计，脆持氮气、氧气流量举止吹气，吹气完毕后，安排氮气流量3降/分钟，关关氧气流量计，共时安排扩集炉温控器，举止落温30分钟.之后，推出石英舟，与出硅片，漂去磷硅玻璃，浑洗搞洁后，检测R□值用四探针法举止丈量.7.将预扩集硅片用2#液荡涤，浑洗搞洁甩搞.8.与出再扩集石英舟，将甩搞的硅片拆进石英舟，并将石英舟推到恒温区.9.安排温控器，使温度达到再扩集温度1250℃，安排氧气流量3降/分钟，并开初计时，根据工艺条件举止搞氧11分钟.10.正在开初搞氧共时，将干氧火壶加热到95-98℃.搞氧完毕后，开干氧流量计，坐时加进干氧化.共时关关搞氧流量计.根据工艺条件举止干氧36分钟.11.干氧完毕，开搞氧流量计，安排氧气流量3降/分钟，并根据工艺条件决定搞氧时间为11分钟.12.搞氧完毕后，开氮气流量计，流量3降/分钟，根据工艺条件，决定氮气时间328分钟.13.氮气完毕后，主扩集中断，安排温控器落温，氮气流量稳定，时间30分钟.14.落温完毕后，推出石英舟，与出硅片，检测氧化层薄度、匀称性，漂去氧化层，浑洗搞洁后，检测R□值，结深(磨角法大概者SEM法)，β值.15.将扩集后的硅片接光刻工艺，光刻完毕后，检测打脱电压、β值.16、根据真测β值，与工艺央供举止比较，如果不谦脚工艺条件，重新预计再扩集时间，并制定再扩集工艺条件，至到达到安排央供.磷扩集工艺真验中断.8.5 硼扩集工艺(收射区扩集)扩集是微瞅粒子的一种极为普遍的热疏通形式，百般分散器件战集成电路制制中的固态扩集工艺简称扩集，硼扩集工艺是将一定数量的硼纯量掺进到硅片晶体中，以改变硅片本去的电教本量.硼扩集是属于替位式扩集，采与预扩集战再扩集二个扩集完毕.（1）预扩集硼纯量浓度分集圆程为：表示恒定表面浓度（纯量正在预扩集温度的固溶度），D1为预扩集温度的扩集系数，x表示由表面算起的笔直距离（cm）,他为扩集时间.此分集为余缺面分集.（2）再扩集（主扩集）硼再扩集为有限表面源扩集，纯量浓度分集圆程为：其中Q为扩集进硅片纯量总量：D2为主扩集（再分集）温度的扩集系数.纯量分集为下斯分集.1. 工艺准备A) 开扩集炉，并将温度设定到750--850℃，开氮气流量3降/分钟.B) 荡涤源瓶，并倒佳硼源（固态源，由氧化硼与其余宁静的氧化物压制而成）.C) 开涂源洁化台，并安排佳涂源转速.2. 硅片荡涤：荡涤硅片（睹荡涤工艺），将荡涤佳的硅片甩搞.3. 将荡涤搞洁、甩搞的硅片涂上硼源.4. 从石英管中与出石英舟，将硅片拆正在石英舟上，并将石英舟推到恒温区.安排温控器，使温度达到预扩集温度950℃，并开初计时，时间是1345秒（约22分钟）.5. 预扩集完毕后，推出石英舟，与出硅片，漂去硼硅玻璃，浑洗搞洁后，检测R□值,用四探针法举止丈量.6.将预扩集硅片用2#液荡涤，浑洗搞洁甩搞.7.与出再扩集石英舟，将甩搞的硅片拆进石英舟，并将石英舟推到恒温区.安排温控器，使温度达到再扩集温度1200℃，安排氧气流量3降/分钟，并开初计时，前里已算。

pnp管设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PNP管的基本原理、设计和应用，培养学生对半导体器件的兴趣和热情，提高学生的科学素养和工程实践能力。

1.了解PNP管的结构和原理；2.掌握PNP管的电气特性；3.掌握PNP管的设计方法和步骤；4.了解PNP管的应用领域。

5.能够分析PNP管的电路特性；6.能够设计PNP管的基本电路；7.能够运用PNP管解决实际问题。

情感态度价值观目标：1.培养学生对半导体器件的兴趣和热情；2.培养学生严谨的科学态度和良好的工程实践习惯；3.培养学生团队协作和沟通交流的能力。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括PNP管的基本原理、设计和应用。

1.PNP管的基本原理：介绍PNP管的结构、载流子运动规律、离子浓度分布等；2.PNP管的电气特性：分析PNP管的输入输出特性、转移特性、截止特性和饱和特性；3.PNP管的设计方法：讲解PNP管的设计原则、设计步骤和方法，如静态工作点选取、放大倍数计算等；4.PNP管的应用领域：介绍PNP管在放大、开关、振荡等电路中的应用。

三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。

1.讲授法：用于讲解PNP管的基本原理、电气特性和设计方法；2.讨论法：用于分析PNP管的应用领域和实际问题，培养学生的思考和沟通能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和掌握PNP管的设计和应用；4.实验法：进行PNP管的实验操作，培养学生动手能力和工程实践能力。

四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，如《半导体器件原理与应用》；2.参考书：提供相关的参考书籍，如《晶体管原理与应用》、《半导体物理与器件》；3.多媒体资料：制作精美的PPT、动画和视频等多媒体资料，帮助学生形象地理解PNP管的原理和设计；4.实验设备：准备PNP管实验所需的设备，如示波器、信号发生器、电子毫伏表等。

I、组织教学：示意学生安静，准备开始上课。

II、复习旧课，引入新课：1、二级管的特性曲线；2、特殊二级管III、讲授新课：2.1 双极型三极管（结构及其放大原理）一、晶体管的结构和类型1、双极性晶体管的结构如图所示。

它有两种类型:NPN型和PNP型。

2、结构特点：（1）基区很薄，且掺杂浓度很低；（2）发射区的掺杂浓度远大于基区和集电区的掺杂浓度；（3）集电结的结面积很大。

上述结构特点构成了晶体管具有放大作用的内部条件。

二、晶体管的电流放大作用（1）晶体管具有放大作用的外部条件发射结正偏，集电结反偏。

对于NPN管，VC> VB> VE；对于PNP管，VE> VB> VC。

（2）晶体管内部载流子的运动发射区：发射载流子；集电区：收集载流子；基区：传送和控制载流子发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为I EN。

与PN结中的情况相同。

从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为I EP。

这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。

进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。

又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流I CN。

在基区被复合的电子形成的电流是I BN。

另外，因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流I CBO。

（3）晶体管的电流分配关系I E = IC+ IB, ≈IC/IIV、巩固新课：双极性晶体管的结构和类型：NPN、PNP 晶体管的电流放大作用和电流分配关系V、布置作业：。

npn硅基bjt课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解NPN硅基BJT（双极型晶体管）的基本结构和工作原理；2. 学生能掌握NPN硅基BJT的放大特性，包括输入阻抗、输出阻抗和电流放大倍数；3. 学生能了解NPN硅基BJT在实际电路中的应用和注意事项。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析NPN硅基BJT电路的工作原理；2. 学生能够设计简单的NPN硅基BJT放大电路，并进行参数计算；3. 学生能够通过实验，观察NPN硅基BJT的放大特性，并分析实验数据。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子元件和电路的兴趣，激发他们探索电子世界的热情；2. 培养学生的团队合作精神，使他们学会在实验和问题解决中相互协作；3. 培养学生严谨的科学态度，使他们能够认真对待每一次实验和数据分析。

课程性质：本课程为电子技术基础课程，旨在让学生掌握NPN硅基BJT的基本知识，培养他们在电子电路领域的实际操作能力。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理和数学基础，对电子技术有一定了解，但缺乏深入认识。

教学要求：结合学生特点，课程要求以理论教学与实践操作相结合，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到上述课程目标。

后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 引言：介绍双极型晶体管的基本概念，回顾PN结的工作原理，引出NPN 硅基BJT的结构特点。

相关教材章节：第一章第二节2. NPN硅基BJT结构和工作原理：- 结构特点：发射极、基极、集电极的构成及材料选择；- 工作原理：载流子的注入、放大作用、开关作用。

相关教材章节：第二章第一节3. NPN硅基BJT的放大特性：- 输入阻抗、输出阻抗和电流放大倍数的定义及计算；- 交流小信号模型：h参数及其含义。

相关教材章节：第二章第二节4. NPN硅基BJT的应用电路：- 基本放大电路：固定偏置和可变偏置；- 功率放大电路：甲类、乙类、甲乙类；- 开关电路：模拟开关和数字开关。

P N P双极型晶体管课程设计(总26页)--本页仅作预览文档封面，使用时请删除本页--pnp双极型晶体管课程设计学生姓名馥语甄心目录1.设计任务及目标......................................................................P12.概述－发展现状......................................................................P13.设计思路.................................................................................P24.各材料参数和结构参数的设计...............................................P2原材料的选择....................................................................................P2 各区掺杂浓度和相关参数的计算....................................................P4 集电区厚度Wc 的选择.....................................................................P5 基区宽度WB 的选择........................................................................P7 扩散结深及发射区面积、基区面积的确定....................................P75.工艺参数设计.........................................................................P8硅片氧化相关参数............................................................................P8 基区扩散相关参数............................................................................P9 发射区扩散相关参数 ......................................................................P106.刻画掩模板.............................................................................P12基区掩模板........................................................................................P12 发射区掩模板....................................................................................P12 金属引线掩模板................................................................................P13 设计参数总结....................................................................................P147.工艺步骤.................................................................................P14清洗....................................................................................................P15 氧化工艺............................................................................................P15 光刻工艺............................................................................................P17 磷扩散工艺........................................................................................P18 硼扩散工艺........................................................................................P19 β、CBO CEO V V /的测量........................................................................P208.工艺总流程.............................................................................P21 9.体会与心得.............................................................................P241.设计任务及目标设计一个均匀掺杂的pn p型硅双极晶体管，满足T=300K时，基区掺杂浓度为N B=1016cm-3,`共发射极电流增益=80。

广东工业大学课程设计任务书题目名称pnp双极型晶体管的设计学生学院材料与能源学院专业班级微电子专业09级1班姓名学号一、课程设计的内容设计一个均匀掺杂的pn p型硅双极晶体管，满足T=300K时，基区掺杂浓度为NB =1016cm-3,`共发射极电流增益β=50V。

BVCEO=60V，设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响，假设经验参数为年n=3)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2.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、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献1．《半导体器件基础》Robert F. 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： 2012年 6 月 25 日指导教师签名：计划完成日期： 2012年 7月6日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：广东工业大学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微电子专业09级2班姓名学号一、课程设计的内容设计一个均匀掺杂的npn型双极晶体管，满足T=300K时，共基极电流增益=0.9920，BVCBO=90V, NB=1017cm-3。

《晶体管电路设计(上）》一、晶体管基础知识1. 晶体管的分类与结构晶体管是一种半导体器件，按照结构和工作原理的不同，可分为两大类：双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。

双极型晶体管包括NPN型和PNP型，而场效应晶体管主要包括增强型MOS管和结型场效应管。

2. 晶体管的工作原理（1）双极型晶体管（BJT）工作原理：当在基极与发射极之间施加适当的正向电压，基区内的少数载流子会增多，导致集电极与发射极之间的电流增大，从而实现放大作用。

（2）场效应晶体管（FET）工作原理：通过改变栅极电压，控制源极与漏极之间的导电通道，实现电流的放大。

3. 晶体管的特性参数（1）直流参数：包括饱和压降、截止电流、放大系数等。

（2）交流参数：包括截止频率、增益带宽积、输入输出阻抗等。

二、晶体管放大电路设计1. 放大电路的基本类型（1）反相放大电路：输入信号与输出信号相位相反。

（2）同相放大电路：输入信号与输出信号相位相同。

（3）电压跟随器：输出电压与输入电压基本相等。

2. 放大电路的设计步骤（1）确定电路类型：根据实际需求选择合适的放大电路类型。

（2）选择晶体管：根据电路要求，选取合适的晶体管型号。

（3）计算电路参数：包括偏置电阻、负载电阻、耦合电容等。

（4）电路仿真与调试：利用电路仿真软件进行仿真，并根据实际效果调整电路参数。

三、晶体管开关电路设计1. 开关电路的基本原理晶体管开关电路利用晶体管的截止和饱和状态，实现电路的通断控制。

当晶体管处于截止状态时，开关断开；当晶体管处于饱和状态时，开关闭合。

2. 开关电路的设计要点（1）选择合适的晶体管：确保晶体管在截止和饱和状态下都能满足电路要求。

（2）优化电路参数：合理设置驱动电流、开关速度等参数，以提高开关电路的性能。

（3）考虑开关损耗：在设计过程中，尽量降低开关过程中的能量损耗，提高电路效率。

《晶体管电路设计(上）》四、晶体管稳压电路设计1. 稳压电路的作用与分类稳压电路的主要作用是保证输出电压在一定范围内稳定不变，不受输入电压和负载变化的影响。