功率晶体管工艺流程:
编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查(tox)——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查(tox)——一硼注入——前处理——基区扩散——后处理——QC检查(Xj、R□)——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC检查(R□)——前处理——基区氧化与扩散——QC检查(Xj、tox、R□)——二次光刻——QC检查——单结测试——磷注入——前处理——发射区氧化——前处理——发射区再扩散——前处理——POCl3预淀积(R□)——后处理——前处理——HCl退火、N2退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查(tAl)——四次光刻——QC检查——前处理——氮氢合金——氮气烘焙——正向测试(ts)——外协作(ts)——前处理——五次光刻——QC检查——大片测试——测试ts——中测编批——中测——中测检查——入中间库。
图1为某一功率晶体管电流放大系数β实测数据与模拟结果,由于在仿真过程中,没有考虑电极接触电阻和电极体电阻,在相同的集电极电流条件下,仿真情况下降落在集电结上的反偏电压较大,导致集电结空间电荷区在基区一侧的扩展宽度较大,因此仿真情况下的等效基区宽度较窄,相同集电极电流情况下的直流增益较大。
图1 不同注入条件下电流放大系数测试曲线与仿真曲线对比
图2为仿真得到的考虑自热效应和不考虑自热效应两种情况下,不同环境温度对晶体管电流放大系数的影响。考虑晶格自热效应后,电流放大系数峰值增大,但电流放大系数降低的临界集电极电流减小,即大注入效应对考虑晶格自热情况下电流放大系数的影响更加显著。该情况符合电流放大系数和集电极电流的正温度系数特点。由此可知,欲获得温度系数降低(理想情况下为零温度系数)的器件,需要降低电流放大系数对集电极电流敏感度。
图2 晶格自加热效应对不同环境温度下电流放大系数的影响