MODEL AND MODELING OF LOW TEMPERATURE CURRENT GAIN OF POLYSILICON EMITTER BIPOLAR TRANSISTORS

A unified model of low temperature current gain of polysilicon emitter bipolar transistors based on effective recombination method is presented, incorporating band-gap narrowing, carrier freezing-out, tunneling of holes through polysilicon/silicon interface oxide layer and reduced mobility mechanism in polysilicon. The modeling results based on this model are in good agreement with experimental data.

多晶硅发射极晶体管（PET）Gummel－Poon模型

本文建立了能直接用于ＳＰＩＣＥ电路分析程序中的ＰＥＴ－ＧＰ模型。研究表明：可以采用两种方法来使用ＰＥＴ－ＧＰ模型。本文利用所研究器件的结构参数计算了ＰＥＴ－ＧＰ模型参数β＿Ｆ和特征频率ｆ＿Ｔ，ｆ＿Ｔ的计算和实验结果符合较好。β＿Ｆ的计算表明，所研究器件的多晶硅／硅界面复合较强，复合速度Ｓ＿ｐ达到１０￣６ｃｍ／ｓ。

多晶硅发射极双极晶体管的工艺设计及计算机模拟

在简要分析多晶硅发射极双极晶体管特点的基础上 ,根据国内现有的双极工艺水平 ,设计了用于制备多晶硅发射极双极晶体管的工艺流程 ,并给出了一个最小尺寸晶体管的版图 ,最后对设计的多晶硅发射极晶体管的频率特性进行了模拟。

多晶硅发射极NPN管的辐射效应研究

为了研究多晶硅发射极双极晶体管的辐射可靠性,对多晶硅发射极NPN管进行了不同偏置条件下^(60)Coγ射线的高剂量率辐照试验和室温退火试验。试验结果表明,辐射后,基极电流I_B显著增大,而集电极电流I_C变化不大;反偏偏置条件下,I_B的辐射损伤效应在辐射后更严重;室温退火后,I_B有一定程度的持续损伤。多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射对比试验结果表明,多晶硅发射极NPN管的抗辐射性能较好。从器件结构和工艺条件方面,分析了多晶硅发射极NPN管的辐射损伤机理。分析了多晶硅发射极NPN管与单晶硅发射极NPN管的辐射损伤区别。

S波段100W硅脉冲功率晶体管

报道了一种高增益高效率 S波段硅脉冲功率晶体管的研制结果。该器件在 f=2 .4～ 2 .6GHz,D=1 0 % ,τp=1 0 0 μs,Vc=36V条件下输出功率 1 0 0 W、增益 9d B、效率 50 %。在 f=2 .6GHz短脉宽条件下输出功率 1 60 W、增益 8.0 d B、效率 60 %。

77K下工作的双层多晶硅发射区RCA器件和电路

研究了掺磷双层多晶硅 RCA器件和电路的制备工艺及其温度特性 .在工艺中采用自对准双极结构 ,生长一层 RCA超薄氧化层 ,并用快速热退火处理 RCA氧化层 .研制的多晶硅发射区 RCA晶体管不仅具有较低的电流增益 -温度依赖关系 ,而且还具有较快的工作速度 .首次制备出多晶硅发射区 RCA ECL静态二分频器在室温下其工作频率为 1.1— 1.2 GHz,在液氮温度下能够正常工作 ,工作频率可达 730 MHz.

P波段脉冲输出150W高增益功率晶体管

采用微波功率管二次发射极镇流和掺砷多晶硅发射极覆盖树枝状结构等新工艺技术，研制出用于工程的实用化P波段脉冲大功率晶体管。该器件由16个单胞内匹配而成，在该频带内，脉宽500μs，占空比15％，脉冲输出150W，增益大于10dB，集电极效率大于50％。

选择离子注入集电极技术研究

为提高超高速双极晶体管的电流增益 ,降低大电流下基区扩展效应对器件的影响 ,将选择离子注入集电区技术 (SIC)应用于双层多晶硅发射极晶体管中。扩展电阻的测试结果显示出注入的 P离子基本上集中在集电区的位置 ,对发射区和基区未造成显著影响。电学特性测量结果表明 ,经过离子注入的多晶硅发射极晶体管的电流增益和最大电流增益对应的集电极电流明显高于未经离子注入的晶体管。因此 ,在双层多晶硅晶体管中采用 SIC技术 ,有效地降低了基区的扩展效应 ,提高了器件的电学特性。

低温硅双极晶体管电流增益研究

着重分析了多晶硅发射极对提高电流增益的作用和低温下集电区中性杂质碰撞电离引起的电流倍增效应。导出多晶硅发射极晶体管电流增益的表达式，很好地解释了实验结果。

低温多晶硅发射极晶体管电流增益模型和模拟

本文考虑禁带变窄效应、载流子冻析效应和多晶硅/单晶硅界面复合与氧化层隧穿效应,采用有效复合速度方法,建立了多晶硅发射极晶体管电流增益的温度关系模型。模拟计算结果与实验符合较好。

多晶硅发射极晶体管的低温频率特性研究

本文考虑低温下半导体中载流子冻析效应和浅能级杂质的陷阱效应等因素,分析了多晶硅发射极晶体管的低温频率特性。研究表明,受载流子冻析效应的影响,基区电阻在低温下随温度下降接近于指数上升,使晶体管的频率性能变环;而由于浅能级杂质的陷阱效应,低温下基区和发射区渡越时间变长,截止频率下降。这些因素在低温器件设计中应予重视。

在大注入下多晶硅发射极晶体管特性模拟与理论分析

本文利用经适当修改的Ｙｉｈ－ＦｅｎｇＣｈｙａｎ等人的ＰＥＴ大注人模型编制了程序，结合实例模拟了在大注入条件下具有发射区、基区指数掺杂分布的ＰＥＴ的输人特性、输出特性、电流增益和频率特性（ｆｒ和ｆｍａｘ），并对一些特性曲线进行了分析．此程序可用于研究ＰＥＴ特性与器件结构参数之间的关系．

大注入下多晶硅发射极晶体管特性的一维模拟

利用Yih－FenyChyan等的PET大注入模型，并考虑了发射极串联电阻RTE和多晶硅／硅界面氧化层延迟时间τox对器件特性的影响，编制了程序。结合实例模拟了在大注入下具有发射区、基区指数掺杂分布的PET的电流增益和频率特性（fT人和fmax）。模拟结果表明，RCA器件（发射区的多晶硅／硅界面氧化层厚度δ=1．4um）的β值高于HF器件（δ=0），但HF器件的fTmax值高于RCA器件。

低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型

本文综合考虑了多晶硅发射极的载流子输运障碍，界面氧化物遂穿、晶粒间界杂质分凝和界面能带弯曲等因素，以及禁带变窄效应、低温下的载流子冻析效应和浅能级补偿杂质陷阱效应，建立了低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型，对电流增益和截止频率的温度关系进行了理论分析并与３００Ｋ和７７Ｋ下的实测结果进行了比较。

超低h_(FE)温度系数晶体管研制

采用poly-Si(n^+)/UTSiO_2/n^+-Si/P-Si发射结结构,研制出参数与常规晶体管相近、能长期稳定工作、在-55～100℃温度范围内,h_(FE)温度系数小于20%的硅晶体管。

超高速VLSI中多晶硅发射极晶体管串联电阻的测量

本文对目前流行的测量晶体管串联电阻的常规方法进行了理论分析和实验验证，结果表明，用常规方法测量多晶硅发射极晶体管串联电阻的误差很大。这里提出了一套测量晶体管串联电阻的新方法。新方法克服了常规方法的困难，满足了测量多晶硅发射极晶体管串联电阻的要求。

双多晶硅自对准结构双极型晶体管工作于饱和开关特性的解析模型（Ⅱ）

本文是文献［１］的续篇，给出了在多晶硅和单晶硅发射极区域中涉动电流和存贮电荷的解析分析，将它们表示成发射结电压Ｖｂｅ的函数。在文献［１］中已知Ｖｂｅ决定于基区中的正态模涉动电流，从而发射极区域中的涉动电流与存贮电荷也是收集极传导电流Ｉｃ和收集极与基极之间电位差Ｖｃｂ的函数。在此基础上，并与文献［１］相结合，本文对双多晶硅自对准结构双极型晶体管工作于饱和的行为提出了一个严格的解析模型。

多晶硅发射极晶体管h_(FE)、G_e、和K的普遍表达式及其分类

本文综合考虑了影响多晶硅发射极晶体管(PET)电流增益的多种因素,针对最全面的器件结构推导出PET的共发射极直流电流增益h_FE发射极Gummel数G_e,和电流增益的增强因子k解析形式的普遍表达式,覆盖了PET的多种结构。并以此对PET从器件结构上进行了科学地分类。此普遍表达式也包含了Ning和Graaff的理论结果。

多晶硅发射极晶体管电流增益工艺稳定性研究

针对多晶硅发射极晶体管实际工艺中出现的电流增益异常波动问题,首先从原理上进行了分析,其次通过与正常批次PCM数据进行对比,发现基极电流Ib存在一个量级的差异。设计了较为完整的DOE工艺试验,进行了对比和验证。结果表明,多晶硅/硅界面氧化层厚度一致性差、波动大是电流增益异常波动的主要原因。该研究结果为解决类似问题提供了有价值的参考。

多晶发射极结构三极管抗总剂量能力研究

文章通过分析总剂量辐照机理和三极管结构总剂量辐照的瓶颈部位,比较普通和多晶发射极VNPN晶体管结构上的区别,指出多晶发射极结构具有更强的总剂量辐照能力。多晶发射极结构总剂量辐照能力增强是由于该结构EB之间存在多晶+薄氧化层的结构,该结构中多晶屏蔽了顶部厚氧化层辐照效应的影响,而普通结构EB之间则是厚氧化层结构,总剂量辐照能力弱。在对多晶发射极结构总剂量辐照关键部位的分析过程中,对多晶发射极三极管局部结构进行了进一步优化设计,最后给出了多晶发射极结构三极管的辐照实验结果,并对实验结果进行了分析。