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2009 级微电子工艺期末试题 设计报告 报告题目： 硅外延NPN 型小功率三极管 学 院： 理学院 专 业： 微电子与固体电子学 学 号： ********** 学生姓名： *** 授课老师： 杨发顺 2010 年 7 月 25 日 微电子工艺设计报告 第2页 题目：硅外延NPN 型小功率三极管： 集电极-发射极击穿电压（BVCEO）:≥20V，发射极-基极击穿电压（BVEBO）: ≥5V，最大耗散功率（PCM）：0.5W，饱和压降（VCES）：≤0.35V ，电流放大系数（hFE）：120。 一、分析计算 以单边突变的PN 结为基本模型创建NPN 结构来进行计算。经查表及计算结果得出，集电区掺杂浓度约为4.5×1015cm-3，基区掺杂浓度为3.3×1018 cm-3，发射区掺杂浓度为2.07×1020cm-3，b-c 结扩散结深为4.0μm，b-c 结空间电荷区宽度为5.37μm，外延层厚度最小为9.37μm，b-e 结空间电荷区宽度为0.05μm，集电结的表面积为1.442mm 。 具体计算过程如下： (1)由集电极-发射极击穿电压BVCEO≥20V，取BVCEO=20V BVCBO= n  BVCEO= 3 120 ×20=98.65V (取n=3) ，可取BVCBO=100V 由击穿电压~杂质浓度曲线，可取NC=4.5×1015cm-3 由经验 公式364.0901071.1jCBaBV以及CBjcCjNNxNaln, 取P 型基区杂质 浓度NB=3.3×1018 cm-3 计算出b-c 结扩散结深jcx≈4.0μm 取Bx =1.5μm，Ex =2.5μm，Dn=25cm2/s，Dp=10cm2/s，00pn10-7s，VBE=0.7V,要使电流放大倍数β=120，则  TBEsrBBEBBEEBVeVJJLxxxDDNN2exp211002 20011exp22rBEBBBEEBEBTsJNDxxeVND xLJV 1880703.3 10101.512.25 100.7exp252.5225 100.0259rEsJNJ 17307.92 104.5 100.010149865rEJN 0010149865.0rJ远小于前两项， 微电子工艺设计报告 第3页 11737.92 104.5 10EN NE=2.07×1020cm-3 （2）当b-c 结反偏电压为VR=100V 时，b-c 结空间电荷区宽度为 122BsCRbcBCNNVxeN N=5.37μm 外延层厚度应大于Wbc+jcx ，所以可取外延层厚度最小为9.37μm。 当b-e 结反偏电压VR=5V 时，b-e 结空间电荷区宽度为 122sRBEBEbeV NNeN Nx=0.05μm