穿通結(jié)構(gòu)三極管BVCEO仿真分析及一致性提高研究.pdf

1、從應(yīng)用角度講在同樣的芯片面積下,雙極晶體管集電極反向擊穿電壓BVCEO與電流輸出特性是互相制約的,即BVCEO越小電流輸出特性越好,其飽和壓降、開關(guān)參數(shù)在同等條件下比BVCEO大的管子都要小一些,用在線路上發(fā)熱要低一些;但從安全工作區(qū)(SOA)的角度來看,一般而言,BVCEO大的管子,SOA值也要大一些。這就需要生產(chǎn)過程中能提高對(duì)三極管BVCEO值的控制能力,為了提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,在保證安全工作區(qū)(SOA)夠大的情況下,用更小的芯片

2、面積提供更好電流輸出特性產(chǎn)品,最直接的方法就是盡量將BVCEO控制在偏應(yīng)用下限的水平,也就是410-480V。本文主要通過結(jié)合晶體管原理,通過理論分析三極管的反向擊穿機(jī)理,推導(dǎo)出集電極反向擊穿電壓BVCEO值的計(jì)算公式,并將公式中所涉及的變量用實(shí)際生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)代替,歸納出實(shí)際影響B(tài)VCEO值的工藝變量,進(jìn)而采取可行措施使此類變量穩(wěn)定可控,以達(dá)到提高集電極反向擊穿電壓BVCEO值一致性的目的。本文主要通過理論分析計(jì)算結(jié)合設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)

3、驗(yàn),最終依據(jù)大量產(chǎn)品的測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定了可以明顯提高集電極反向擊穿電壓BVCEO值一致性的工藝改進(jìn)措施,主要驗(yàn)證和確認(rèn)的內(nèi)容如下:1.通過將單晶材料電阻率按照1歐姆厘米進(jìn)行分檔,與現(xiàn)行工藝3-5歐姆厘米分檔對(duì)比,保證整個(gè)工藝流程其他各項(xiàng)工藝參數(shù)一致,確認(rèn)批次內(nèi)BVCEO值一致性差異;2.通過調(diào)整襯底預(yù)淀積程序,對(duì)不同批次襯底預(yù)淀積表面濃度Rs進(jìn)行差異化控制,進(jìn)而保證整個(gè)工藝流程其他各項(xiàng)工藝參數(shù)一致,確認(rèn)芯片同片內(nèi)BVCEO值一致性

4、差異;3.總結(jié)影響襯底主擴(kuò)結(jié)深一致性及穩(wěn)定性的工藝和設(shè)備因素,提高設(shè)備與工藝的穩(wěn)定性,確認(rèn)襯底結(jié)深一致性的提高;4.通過對(duì)現(xiàn)行CMP工藝流程的改進(jìn),增加化學(xué)腐蝕量,減少化學(xué)機(jī)械拋光量,提高芯片同片厚度的一致性,進(jìn)而提高晶體管高阻區(qū)寬度的一致性;5.設(shè)計(jì)不同單晶材料電阻率BVCEO變化對(duì)應(yīng)厚度變化(△V/△D)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?結(jié)合理論公式推導(dǎo),驗(yàn)證不同電阻率材料單位厚度變化對(duì)BVCEO變化的影響大小,指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)材料的選擇;6.對(duì)大量在線生產(chǎn)