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基于L-Edit设计及MINITAB、JMP分析的晶体管(NPN型)大电流特性提升

刘波

  三极管大电流特性指标是其最重要的性能指标之一,对于相同面积的三极管芯片来讲,在满足一定的BV_(ceo)和h_(FE)的要求的情况下,能达到越大的电流值越好,这样用户可以用于更大功率的节能灯生产,同时三极管下降时间tf能很好得到控制,大电流V_(ces)得到降低,既提高了产品质量也降低了产品成本. 本文针对上述客户期望,在不改变三极管芯片面积并在同样的BV_(ceo)情况下,通过三极管的横向设计优化﹑纵向掺杂优化及结深验证﹑单晶材料电阻率优化来提高三极管的大电流特性,该提高包括大电流h_(FE)的提高﹑大电流V_(ces)的降低﹑t_f值的降低,最后通过工艺改进使得以上优化可以兼容到生产线的大量生产中去. 本文主要通过理论分析并设计相应实验,最终通过可重复的实验结果确定了可以明显提升三极管大电流特性的可量产的方案,主要验证或确认的内容有: 1.选择了1个在线生产品种并使用L-Edit进行版图优化,在不更改版图面积的情况获得了更大的三极管周长面积比,但改善有限,不适合在线品种批量转换,该方案仅做数据收集; 2.选择了至少3个在线生产品种进行纵向掺杂实验,最终通过大量的实验数据和分析确认了可推广的方案(高浓度工艺); 3.选择了至少1个在线生产品种进行结深实验,但由于结深做浅会影响BV_(cbo)值、做大会影响BV_(cbo)特性,因此,该方案仅做数据收集; 4.选择了至少1个在线生产品种进行单晶材料不同电阻率的流片实验,通过数据分析明确了电阻率越高电流特性越好,公司根据实验数据已经调整了单晶来料的电阻率值; 5.选择了至少1个品种来梳理设计或工艺调整后与生产的冲突,最终通过在线生产工艺的优化实现了高浓度工艺与在线工艺的兼容; 6.完成产品设计或工艺优化后的封装例行实验、h_(FE)的高温变化率测试、安全工作区SOA测试,并达到了公司例行实验的要求; 本文实验数据主要使用MINITAB和JMP两款软件进行分析,本文最终确认了改进方案并达到了不改变版图面积而提高三极管大电流特性的预期期望,同时成功实现了产品量产和推广。……   
[关键词]:大电流h_(FE);下降时间t_f;大电流V_(ces);横向设计;纵向掺杂
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:电子科技大学2010年