探讨隔离工艺对高压双极晶体管工艺的影响
双极性晶体管的发展趋势
双极性晶体管的发展趋势双极性晶体管（BJT）作为一种重要的电子器件，在电子技术领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断发展，人们对BJT的要求也在不断提高，因此BJT的发展趋势也在不断变化。
首先，BJT的尺寸越来越小。
自从1960年发现集成电路以来，电子器件的尺寸就一直在不断减小。
BJT作为集成电路中重要的组成部分之一，其尺寸的缩小是必然趋势。
随着微纳技术的不断发展，如今已经实现了纳米级的BJT器件，这不仅提高了器件的集成度，还降低了功耗和成本。
其次，BJT的性能不断提升。
随着对电子器件性能要求的提高，BJT的速度、功率和可靠性等方面也在不断改善。
速度方面，BJT的开关速度越来越快，可以达到GHz级别，适用于高频率应用；功率方面，BJT的功率密度也在不断提高，可以承受更高的功率；可靠性方面，BJT的寿命和可靠性得到了极大的提高，可以满足更严苛的工作环境。
第三，BJT的制造工艺不断改进。
随着制造工艺的进步，如今已经发展出了多种不同的BJT工艺，如高压工艺、低温工艺和SiGe工艺等。
这些工艺的出现使得BJT在不同应用中具备了更广泛的适应性，能够满足不同领域的需求。
第四，BJT的材料研究不断深入。
传统的BJT采用的是硅材料，但是近年来人们对其他材料的研究也取得了一定的进展。
如今已经发展出了SiC（碳化硅）和GaAs（砷化镓）等新材料的BJT，这些材料具有更好的导电和导热性能，能够在高温、高压等恶劣环境下工作。
最后，BJT与其他器件的集成程度越来越高。
随着集成电路技术的不断发展，人们将BJT与其他器件进行集成，形成了更复杂的电路结构。
例如，将BJT与MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等器件集成在一起，形成了BiCMOS （双极性CMOS）器件，具备了BJT和MOSFET的优点，适用于更广泛的应用领域。
综上所述，双极性晶体管的发展趋势主要包括尺寸的缩小、性能的提升、制造工艺的改进、材料的研究和与其他器件的集成。
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的现状及其发展对策探讨
从 图 １可 以看 出 ，Ｇ Ｔ是 在 双极 型 功 率 晶体 管 的 ＩＢ 基 础上 ， 引入 了 ＭＯＳ Ｅ 的微 电子精 细 工 艺 而 产 生 的 ＦＴ
复 合型 功率半 导 体器 件 。它 既保 留 了功率 晶体 管 的 高
压 大 电流 的特 性 ， 具 有 ＭＯＳ Ｅ 电 压 驱 动 （ 发 功 又 ＦＴ 触 率小， 直接 可 与微 电子控 制 线 路接 口 ）抗 短 路 能 力强 ， ，
维普资讯
绝 缘 栅 双 极 型 晶 体 管 （ＧＢ 的 Ｉ Ｔ） 现 状 及 其 发 展 对 策 探 讨
上 海电气 （ 团） 集 总公 司 马 新 生
电力 电子 技 术 经 历 了 四十 年 的发 展 ， 在 已经 成 现 为基础 技 术之 一 。它 已 经 从 原来 的 一 般 工 业 应 用 ， 逐 步发 展到 四个 重要 的新 兴 领 域 ， 即所 谓 四个 “ ” Ｃ ｍ— Ｃ ：ｏ
、 率 Ｍ ； ｒ的发展 。 功 Ｈ『
、背 景 与现 状 Nhomakorabea的 ＩＢ Ｇ Ｔ主要 用 于 中高 压 型 电机 驱 动 和 大 功 率特 种 电
源。
目前 ， 的专 家将 现有 功 率 半 导体 器 件 分 为三 类 ： 有 即 以晶 闸管为 代 表 的传 统 功 率 半 导 体 器 件 ； 功 率 金 以
二 、 场 概 况 与 需 求 市
从 上世纪 ６ ０年 代 ， 国 电力 电子行 业形成 至 ２ ０ 我 ００ 年 止 ， 国有 大 小 企 业 １ ０余 家 。 主要 生 产 晶 闸 管及 全 ５
其装 置 ， 销售 总额 一 直 在 十 几 亿 元 左 右 徘 徊 。除 少 数
开关 速 度高 等 特 点 ， 目前 最 有 代 表 性 的 最 成 熟 的新 是
bjt工艺流程
bjt工艺流程
答案：
BJT（双极性晶体管）的工艺流程主要包括以下几个步骤：
1.衬底制备：使用轻掺杂的P型硅作为衬底。
2.埋层制备：为了减小集电区的串联电阻并减小寄生PNP管的影响，
在集电区的外延层和衬底间制作N+埋层。
这包括在衬底上生长一层二氧化硅，进行光刻刻蚀出埋层区域，然后注入N型杂质（如磷、砷等），最后退火激活杂质。
3.外延层生长：去除全部二氧化硅后，外延生长一层轻掺杂的硅作
为集电区。
外延生长主要考虑电阻率和厚度，以减少结电容、提高击穿电压并降低后续工艺过程中的扩散效应。
4.形成隔离区：先生长一层二氧化硅，然后进行光刻刻蚀出隔离区，
接着预淀积硼（或采用离子注入），并退火使杂质推进到一定距离，形成P型隔离区，以实现器件之间的电绝缘。
5.深集电极接触的制备：制备重掺杂的N型接触，以降低集电极串
联电阻。
这包括进行光刻刻蚀出集电极，然后注入（或扩散）磷并退火。
6.基区的形成：通过光刻刻蚀出基区，然后注入硼并退火，使其扩
散形成基区。
这些步骤共同构成了BJT的基本制造过程，其中每个步骤都对于最终器件的性能和可靠性至关重要。
通过精确控制这些工艺参数，可以生产出高性能的BJT器件，广泛应用于各种电子设备中。
浅析IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术
浅析IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术 由于不间断电源的兴起，IGBT技术得以飞速发展。
IGBT的特点是具有电流拖尾效应，因此在关断的瞬间对于抗干扰的性能要求非常严格，需要负压驱动进行辅助。
当MOSFET作用在电路中时，由于MOSFET速度比较快，因此关断过程中不会产生负压，但值得一提的是，在干扰较重的情况下，这一现象是有助于提高可靠性的。
本文将针对IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术进行大致的介绍，帮助大家理解。
MOSFET以及IGBT绝缘栅双极性大功率管等器件的源极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能通过，因而低频的表态驱动功率接近于零。
但是栅极和源极之间构成了一个栅极电容Cgs，因而在高频率的交替开通和需要关断时需要一定的动态驱动功率。
小功率MOSFET的Cgs一般在10-100pF之内，对于大功率的绝缘栅功率器件，由于栅极电容Cgs较大。
一般在1-100nF之间，因而需要较大的动态驱动功率。
更由于漏极到栅极的密勒电容Cdg，栅极驱动功率往往是不可忽视的。
因IGBT具有电流拖尾效应，在关断时要求更好的抗干扰性，需要负压驱动。
MOSFET速度比较快，关断时可以没有负压，但在干扰较重时，负压关断对于提高可靠性有很大好处。
1. 隔离驱动技术 为可靠驱动绝缘栅器件，目前已有很多成熟电路。
当驱动信号与功率器件不需要隔离时，驱动电路的设计是比较简单的，目前也有了许多优秀的驱动集成电路。
2. 光电耦合器隔离的驱动器 光电耦合器的优点是体积小巧，缺点是反应较慢，因而具有较大的延迟时间(高速型光耦一般也大于300ns);光电耦合器的输出级需要隔离的辅助电源供电。
3. 无源变压器驱动 用脉冲变压器隔离驱动绝缘栅功率器件有三种方法：无源、有源和自给电源驱动。
无源方法就是用变压器次级的输出直流驱动绝缘栅器件，这种方法很简单也不需要单独的驱动电源。
缺点是输出波型失真较大，因为绝缘栅功率器件的栅源电容Cgs一般较大。
电子电气电路的隔离技术
电子电气电路的隔离技术【摘要】电子电气电路的隔离技术在现代电子领域起着至关重要的作用。
隔离技术可以有效地隔离不同电路之间的干扰和电气信号，保证电路的稳定运行和安全性。
根据不同的原理和应用场景，隔离技术可以分为基于光耦、变压器和光电隔离器等多种类型。
光耦隔离技术利用光电二极管和光敏三极管进行信号隔离，变压器隔离技术则是通过变压器的电磁感应原理实现信号隔离。
隔离技术的发展趋势是向更高的隔离性能和更小的体积方向发展，应用前景也十分广阔，涵盖了电力系统、通信设备、医疗器械等众多领域。
电子电气电路的隔离技术的重要性不言而喻，其发展前景也是值得期待的。
【关键词】电子电气电路、隔离技术、光耦隔离技术、变压器隔离技术、光电隔离器技术、重要性、发展趋势、应用前景1. 引言1.1 电子电气电路的隔离技术电子电气电路的隔离技术在现代电子领域中占据着重要的地位，其作用不可忽视。
隔离技术可以有效地隔离电路中的不同部分，防止信号干扰和电气隔离等问题。
隔离技术的分类有多种，其中基于光耦隔离技术和基于变压器隔离技术是比较常见的。
光耦隔离技术通过光电耦合器实现信号隔离，具有高速、高精度和低功耗的特点。
而变压器隔离技术则通过变压器将输入输出电路隔离，具有良好的电气隔离效果。
采用光电隔离器技术可以在实现电气隔离的还能保证信号的传输质量和稳定性。
电子电气电路的隔离技术在未来的发展中将继续发挥重要作用，其应用前景广阔，有着较好的应用前景。
电子电气电路的隔离技术在现代电子领域中扮演着不可或缺的角色，其重要性不言而喻。
2. 正文2.1 隔离技术的作用隔离技术在电子电气电路中发挥着至关重要的作用。
隔离技术能够有效地隔离电路中的不同部分，避免信号干扰和电气噪声的传播，提高系统的稳定性和可靠性。
隔离技术还能有效地防止电路中出现短路和火灾等安全问题，保障设备和人员的安全。
隔离技术可以将信号传输路径中的地potential 彼此隔离，避免出现地potential 之间的潜在问题。
绝缘栅双极晶体管的优缺点以及应用场合
绝缘栅双极晶体管的优缺点以及应用场合绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种能够承受高电压和高电流的半导体器件，由于它具有普通双极晶体管和场效应晶体管的优点，同时又能避免它们的缺点，因此在电力电子、变频器和交流调速器等领域得到广泛应用。
其主要优点包括：第一，高电压承受能力。
IGBT的工作电压可以达到数千伏，远高于一般双极晶体管的极限。
第二，高电流承受能力。
IGBT的电流承受能力可以达到数百安培，远高于一般场效应晶体管的极限。
第三，开关速度快。
IGBT的开关速度可以达到微秒级别，比一般双极晶体管要快得多，这使其在高频电路中具有优势。
其主要缺点包括：第一，导通压降大。
由于IGBT的结构特殊，其导通压降比一般双极晶体管要大，这会导致其功率损失增大。
第二，开关损耗大。
由于IGBT的零电压开关和零电流关断特性，其在开关过程中容易产生大量热量，从而增加了开关损耗。
IGBT的应用场合包括：第一，交流驱动器。
IGBT的高电压和高电流承受能力，以及快速的开关速度，使其适用于交流电机的控制。
第二，逆变器。
IGBT的高电压和高电流承受能力，以及零电压开关和零电流关断特性，使其适用于逆变器的控制。
第三，直流稳压器。
IGBT的高电压承受能力，使其适用于直流稳压器的控制。
总之，IGBT是一种功能强大的半导体器件，具有广泛的应用前景。
然而，应用时需要注意其导通压降和开关损耗等问题，以提高其效率和可靠性。
IGBT驱动器常用的隔离方式及技术发展
IGBT驱动器常用的隔离方式及技术发展作者：海飞乐技术时间：2018-05-23 12:06 绝缘栅双极性晶体管（IGBT）是MOS栅器件结构与双极性晶体管相结合的复合型功率开关器件，兼具功率MOSFET的高速、高输入阻抗与双极性晶体管的低导通电阻性能，是高压、大电流功率变换应用中的主要功率半导体器件。
驱动器作为IGBT与控制器之间的接口电路，对系统的功耗和可靠性等方面有着极大的影响。
驱动器的主要功能是放大控制信号以及为IGBT提供保护；为了保证控制器安全可靠工作，工业标准要求在驱动器中实现控制器与功率部分的安全可靠隔离。
另外，在常用的半桥式电路中，由于上管源极为浮地，上、下管的驱动信号也要隔离才能保证电路正常工作。
因此，隔离方式的设计直接关系到IGBT驱动器的可靠性。
常用的隔离方式包括：电平移位、光耦隔离、光纤隔离和脉冲变压器隔离等，各自不同的特点决定了其适用于不同的应用场合。
本文对它们的基本原理、特点以及应用技术等方面进行全面的分析与比较，得出IGBT驱动器中有关隔离技术的设计要点。
1.IGBT驱动器常用的隔离方式1.1电平移位方式电平移位（Level shifter）式隔离方式电路原理如图1所示，图2为采用电平移位的自举式（bootstrap）驱动半桥集成电路（HVIC）的外部连接图，其工作原理为：当图1中的N型MOS管关断时，通过图2中的电阻R1、二极管D1给接在输出电源与地之间的电容 C1充电，此时输入与输出是共地的；而当N型MOS管开通时，P型MOS管开通，电容C1通过P型MOS管加在负载端为其供电，此时的高端IGBT或MOSFET的源极为浮地状态，从而实现输出与输入的隔离。
由此可见，电平移位式隔离方式不是严格意义上的隔离，而是一种准隔离的方式。
此种方式的特点是电路元件少，无需单独的隔离元件与隔离电源，成本相对较低，便于集成化，在半桥式集成驱动器（HVIC）中广泛采用此种方式来实现高端开关器件的浮地驱动，比如：IR2110。
绝缘栅双极型晶体管设计与工艺
绝缘栅双极型晶体管设计与工艺
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种常用的功率半导体器件，通常用于高电压、高电流和高功率应用中。
IGBT具有具有高
开关速度、低导通压降和低饱和压降等优点，被广泛应用于电力电子和电动机控制等领域。
以下是IGBT的设计与工艺步骤：
1. 设计IGBT电路结构：根据需要的电流和电压要求，确定IGBT的电路结构，包括NPN功率二极管的织构和PNP织构等。
同时，还要确定绝缘栅结构的参数，例如栅极长度、栅极宽度和栅极氧化层厚度等。
2. 设计IGBT掺杂层结构：在半导体衬底上进行多次掺杂和扩
散工艺，形成绝缘栅结构、集电极结构和发射极结构。
掺杂的材料和掺杂浓度要根据所需的电流和电压要求来确定。
3. 完成绝缘栅结构：使用物理气相沉积（PECVD）或化学气
相沉积（CVD）技术制备绝缘栅氧化层。
4. 完成金属电极：利用光刻和蒸镀工艺对铝或其他金属材料进行沉积和定义，形成栅极、集电极和发射极等金属电极。
5. 完成封装：将已制备好的IGBT芯片封装到塑料外壳中，并
连接外部引脚。
封装过程中需要考虑导热性能和电气隔离等。
6. 进行测试和性能验证：对制备好的IGBT进行电气性能测试
和可靠性测试，确保其性能符合要求。
以上是绝缘栅双极型晶体管设计与工艺的一般步骤，具体的步骤和工艺参数可能会有所不同，取决于具体的需求和制造工艺。
工艺条件对双极晶体管低剂量率辐射损伤增强效应的影响
摘 要 ： 具 有 相 同 制作 Ｔ 艺 但 ＮＰ 管 的 发 射 极 面积 不 同 以及 Ｌ 对 Ｎ ＰＮＰ管 发 射 极 掺 杂浓 度 相 异 的 两种 不 同
类 型 的 国产 双 极 晶 体 管 ， 不 同 剂 量率 下 进 行 辐 射 效 应 和 退 火 特 性 研 究 。结 果 表 明 ： 体 管 类 型 不 同 ， 在 晶 对 高低 剂 量 率 的 辐 照 响应 也 相 异 ； 同发 射 极 面 积 的 Ｎ Ｎ 管 的 结 果 显 示 ， 射 极 面 积 越 小 ， 伤 越 大 ； 不 Ｐ 发 损
不 同掺 杂 浓 度 的 Ｌ ＮＰ管 的 结 果 则 表 明 ， 掺 杂 的发 射 极 比 重 掺 杂 的具 有 更 高 的 辐 射 敏 感 性 。 对 各 种 Ｐ 轻
实 验 现 象 的 损 伤机 理 进 行 了较 详 细 的 分析 。
关 键 词 ： 极 晶 体 管 ； Ｃ 照 ； 量 率 效 应 ； 射 极 面 积 ； 杂 浓 度 双 。 ｏ７辐 。 剂 发 掺
陆 妩 ， 郑玉展 ～， 。 任迪远 ， 旗 ， 郭 余学峰
（ ．中 国科 学 院 新 疆 理 化 技 术研 究 所 ， 疆 乌 鲁 木 齐 １ 新 ２ ．新 疆 电 子 信 息材 料 与 器 件 重点 交 验 室 ， 新疆 乌 鲁 木 齐 ８ ０ １ ３０１ １ ０４ ） ０ ０ ９ ８ ０ １ ； ．中国 科 学 院 研 究 生 院 ， 京 ３０１３ 北
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29kV高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法
作者简介:杨 杰(1968—),男,1989年毕业于西南交通大学电力牵引与传动控制专业,高级工程师,从事高压晶闸管阀的研制工作。
研究开发 29kV 高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法杨 杰(株洲电力机车研究所,湖南株洲 412001)摘 要:着重介绍29kV 高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法。
重点阐述利用光纤通信的技术将低电位的触发信号传送到高电位的晶闸管门极来实现隔离的阀触发系统。
另外,介绍了一种利用BOD (转折二极管)器件实现晶闸管过电压保护的方法。
关键词:高压晶闸管阀;光纤通信;高位电子单元;过电压保护中图分类号:U 223;TN 34 文献标识码:A 文章编号:10002128X (2000)022*******I n sula tion technology of tr igger system of 29kV h igh voltage thyr istor va lve and over -voltage protection m ethod of thyr istorYANG J ie(Zhuzhou E lectric L ocomo tive R esearch Institute ,Zhuzhou ,H unan 412001,Ch ina )Abstract :E labo rati on focuses on the valve trigger system ,w ho se insulati on is realised th rough the trans m issi on of trigger sig 2nals from low po tential to the thyristo r gate in h igh po tential by fiber 2op tic comm unicati on techno logy .Besides ,an over 2vo ltage p ro tecti on m ethod fo r thyristo r by BOD is introduced .Key words :h igh vo ltage thyristo r valve ;op tic fiber comm unicati on ;h igh po tential electronic unit ;over 2vo ltage p ro tecti on收稿日期:19992102160 引言铁路电气化牵引供电系统的接触网采用分段换相供电,各相间用空气或绝缘物分割,防止相间短路。
双极型晶体管制造工艺
双极型晶体管的制造工艺包括衬底选择、多次光刻和扩散过程等步骤。
具体如下：
1. 衬底选择：首先确定衬底的材料类型，确认其电阻率以及晶向。
这是为了确保晶体管的性能能够满足设计要求。
2. 第一次光刻：进行N+隐埋层扩散孔的光刻，这一步骤是为了形成晶体管的隐埋层，为后续的扩散过程做准备。
3. 外延层淀积：在衬底上淀积外延层，这通常是为了形成一个纯净的半导体层，为晶体管的后续制作提供基础。
4. 第二次光刻：进行P隔离扩散孔的光刻，这一步是为了形成晶体管的隔离区域，防止不同器件之间的相互干扰。
5. 第三次光刻：进行P区基区扩散孔的光刻，这一步骤是为了形成晶体管的基区，是晶体管的重要组成部分。
6. 第四次光刻：进行N+发射区扩散孔的光刻，这一步骤是为了形成晶体管的发射区，完成晶体管的主要结构。
此外，双极型晶体管还可以通过BiCMOS技术与MOSFET制作在一块集成电路上，这样可以结合双极型晶体管的电流放大能力和MOSFET的低功耗特点，从而发挥两者的优势。
在整个制造过程中，还需要考虑到区域的少数载流子浓度，以确保集电极的载流子能够正常流动。
总的来说，双极型晶体管的制造是一个复杂的过程，涉及到材料科学、光学、化学等多个领域。
每一步都需要精确的控制，以确保最终产品的性能和可靠性。
集成电路隔离工艺的意义
集成电路隔离工艺的意义集成电路隔离工艺是一种针对集成电路中不同模块、电路或信号之间互不干扰的技术，其意义在于保障电路安全可靠地运行、提高电路性能和减少故障概率、提高系统抗干扰能力、降低功耗以及满足可靠的电气隔离要求等方面。
首先，集成电路隔离工艺能够保障电路的安全可靠地运行。
在很多领域中（如医疗、电力、通信等），电路的安全性是至关重要的。
通过使用隔离技术，可以确保信号之间的相互隔离，防止潜在的电气威胁和故障。
这种隔离可以防止电流或电压冲击传播到其他部分并引发故障，从而提高了整个系统的可靠性。
其次，隔离工艺能够提高电路的性能和减少故障概率。
在集成电路中，不同模块或电路之间的相互干扰可能会导致系统表现下降或产生故障。
通过隔离技术，可以消除或减少这些干扰，提高电路的性能指标，如信噪比、带宽、频率响应等。
同时，隔离技术还可以降低电路的故障概率，减少因电气干扰而引发的设备损坏或数据丢失。
第三，隔离工艺能够提高系统的抗干扰能力。
随着电子设备的日益普及和电磁环境的不断恶化，电磁干扰愈发严重。
电路之间的互联和共享资源往往会引入噪声和干扰，影响系统的性能和稳定性。
通过采用隔离技术，可以将不同模块或信号隔离开来，降低互相干扰的可能性，提高系统的抗干扰能力。
此外，集成电路隔离工艺还能够降低功耗。
在电路设计过程中，随着电流传递路径被切断，不同模块之间的功耗也能随之减少，从而增加了整个系统的能效和节能性。
最后，隔离工艺能够满足可靠的电气隔离要求。
在某些应用领域中，如医疗设备、工业控制系统等，通常需要满足严格的电气隔离要求。
通过使用集成电路隔离工艺，可以在电路设计上满足这些要求，确保设备和人员的安全。
总之，集成电路隔离工艺在提高电路安全性、性能和可靠性、降低功耗、提高系统抗干扰能力以及满足电气隔离要求等方面具有重要意义。
随着电子技术的不断进步和应用领域的不断扩大，集成电路隔离工艺的发展和应用将会越来越重要。
双极晶体管导通电压范围_概述及解释说明
双极晶体管导通电压范围概述及解释说明1. 引言1.1 概述双极晶体管是一种常见的半导体器件，广泛应用于电子电路中。
它具有放大、开关和稳压等功能，其性能主要由多个参数决定。
其中之一就是导通电压范围，也被称为开启电压或基极-发射极间电压。
本文将对双极晶体管导通电压范围进行概述并进行详细的解释说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：在引言部分，我们将提供文章的概述、目的以及组织结构。
第二部分将探讨双极晶体管导通电压范围的意义。
我们将定义导通电压，并介绍双极晶体管的工作原理。
同时，我们还将探讨影响导通电压范围的因素。
第三部分将介绍测量双极晶体管导通电压范围的方法。
我们将包括静态测量方法、动态测量方法以及实际应用中常用的电压测量技术。
第四部分将对限制双极晶体管导通电压范围的因素进行分析，并提出解决方法。
我们将讨论材料参数对导通电压范围的影响以及设计和工艺上的优化策略。
最后一部分是结论和展望。
我们将总结并回顾本文的主要观点，同时对未来研究双极晶体管导通电压范围的方向提出展望。
1.3 目的本文旨在全面了解和解释双极晶体管导通电压范围的意义、测量方法以及限制因素等方面内容。
希望通过本文的阐述能够使读者对双极晶体管导通电压范围有更深入的理解，并为相关领域研究者提供有益的参考和启示。
2. 双极晶体管导通电压范围的意义2.1 导通电压的定义双极晶体管（BJT）是一种常用的电子元件，它有两个PN 结构，包括一个N 型区域和一个P 型区域。
当正向偏置施加到基极-发射结上时，BJT将进入导通状态。
导通电压是指在这种情况下，为了使BJT能够快速、稳定地工作，必须施加到基极-发射结的最小正向电压。
2.2 双极晶体管的工作原理双极晶体管具有三个引脚：基极（Base）、集电极（Collector）和发射极（Emitter）。
当一个小的输入信号应用于基极时，通过集电区与发射区之间的二次注入效应，在集电区形成一个大型输出信号。
一种横向高压双极结型晶体管及制造方法
一种横向高压双极结型晶体管及制造方法横向高压双极结型晶体管是一种具有高电压和高功率应用的器件。
下面是关于这种晶体管和其制造方法的50条详细描述：1. 横向高压双极结型晶体管是一种基于双极结的可控硅晶体管，具有高电压和高功率应用的能力。
2. 这种晶体管的主要结构包括N型区域、P型区域、N+型区域和金属接触区域。
3. N型区域用于形成基本的双极结，P型区域用于控制双极结的导通和截止。
4. N+型区域用于形成低阻抗的电流通路，在高电压应用中可以有效降低电流密度。
5. 金属接触区域用于提供电极连接，以便将晶体管与其他电路元件连接起来。
6. 制造这种晶体管的方法包括晶片制备、掺杂、扩散、薄膜沉积、金属化和封装等步骤。
7. 晶片制备是通过在硅基片上生长单晶硅来实现的，可以采用多晶硅或外延晶片生长方法。
8. 控制掺杂过程可以实现N型区域、P型区域和N+型区域的形成，其中掺杂剂可以是硼、砷或磷。
9. 掺杂后，通过高温扩散过程将掺杂剂分布到晶片中的特定区域，形成所需的电子和空穴浓度。
10. 薄膜沉积是一种将金属、氧化物或多晶硅层沉积在晶片表面的工艺，用于形成电极和绝缘层。
11. 金属化是通过在晶片表面沉积金属层，并使用光刻技术定义电极和导线的位置和形状。
12. 金属化层通常使用铝或铜，因为它们具有较低的电阻和良好的粘附性。
13. 在金属化过程中，还可以使用多层金属来增加导电性能和降低电阻。
14. 封装是将制造好的晶体管封装在保护性的外壳中，以保护器件免受外界环境的影响。
15. 封装材料可以是塑料、陶瓷或金属，具体选择取决于应用的要求和条件。
16. 制造这种晶体管的方法还可以包括其他步骤，如退火、腐蚀、清洗和测试等。
17. 退火是通过加热晶体管在高温下进行热处理，以去除应力和提高晶体质量。
18. 腐蚀是使用化学溶液将晶片表面的不需要的材料和层次溶解掉，以得到所需的形状和结构。
19. 清洗是通过使用溶剂、酸洗或超声波清洗等方法从晶片表面去除残留的杂质和污染物。
双极晶体管工艺
双极晶体管工艺双极晶体管（Bipolar Junction Transistor，简称BJT）是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子电路中。
双极晶体管工艺是指制造双极晶体管的一系列工艺步骤和技术。
本文将从晶体管的基本结构、制造工艺、特点和应用等方面进行介绍。
一、双极晶体管的基本结构双极晶体管由三个区域组成：发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。
其中，发射区和集电区的掺杂浓度较高，形成N型或P型区域，而基区的掺杂浓度较低，形成与发射区和集电区相反的型号。
这种结构使得双极晶体管具有放大电流的功能。
二、双极晶体管的制造工艺双极晶体管的制造工艺主要包括晶片制备、掺杂、扩散、腐蚀、沉积、刻蚀、金属化和封装等步骤。
晶片制备是指通过硅片切割和抛光等步骤，将硅片制备成适合制造晶体管的形状和尺寸。
然后，通过掺杂工艺在硅片上加入所需的掺杂材料，形成发射区、基区和集电区的掺杂层。
接下来，通过扩散工艺，将掺杂材料在硅片中扩散，形成N型或P 型区域。
腐蚀工艺用于去除不需要的硅材料，以便形成晶体管的结构。
沉积工艺用于在晶体管上沉积一层绝缘层，以隔离不同区域之间的电流。
刻蚀工艺用于去除绝缘层上多余的材料，使晶体管的结构更加精确。
金属化工艺用于在晶体管上沉积金属层，形成电极，以便与其他电子元件连接。
最后，封装工艺将晶体管封装在适当的外壳中，以保护晶体管并便于使用。
三、双极晶体管的特点1. 放大功能：双极晶体管可以放大电流和电压信号，实现信号的放大功能。
2. 双向导通：双极晶体管可以同时导通正向和反向电流，具有双向导通的特点。
3. 高频特性：双极晶体管具有快速开关能力和较高的工作频率，适用于高频电子电路。
4. 温度稳定性：双极晶体管具有较好的温度稳定性，不易受温度变化的影响。
四、双极晶体管的应用双极晶体管广泛应用于各种电子电路中，如放大电路、开关电路、振荡电路、稳压电路等。
在放大电路中，双极晶体管可以将弱信号放大为较大信号，用于音频放大器、射频放大器等。
半导体隔离技术简介
半导体隔离技术简介行业积累2010-06-24 09:20:54 阅读88 评论0 字号：大中小订阅说明：发现一篇讲述isolation的文章，讲得还是比较透彻，转过来备份一下，原文请见ttp:///default.aspx?wa=wsignin1.0&sa=622302128，废话少说，上菜！一、隔离的目的：完整的电路是由分离的器件通过特定的电学通路连接起来的，因此在集成电路制造中必须能够把器件隔离开来，这些器件随后还要能够互连以形成所需要的特定的电路结构。
隔离不好会造成漏电、击穿低、闩锁效应等。
因此隔离技术是集成电路制造中一项关键技术。
二、隔离技术的要求隔离区域的面积尽量要小表面尽量平坦，台阶要小制造过程中不增加缺陷（栅氧完整性，二极管漏电）器件特性不变（短沟道效应）工艺复杂度尽量要小，并和先前以及未来的工艺兼容。
三、常见的隔离工艺技术结隔离（多用在双极）局部硅氧化隔离LOCOS （全称是：LOCal Oxidation of Silicon）（多用在亚微米以前的工艺）基于LOCOS 的技术，如PBL（Polybuffered LOCOS)、PELOX等。
沟槽隔离（trench&refill），浅沟槽隔离（STI）四、LOCOS隔离：1）LOCOS0.5微米以上的MOS工艺器件之间的场氧隔离一般采用LOCOS结构，它具有制作简单的特点，在3~0.6μm的工艺中被广泛采用，缺点是隔离区会形成鸟嘴，减小了有源区的有效长度。
LOCOS结构的制作过程是利用SiN薄膜掩蔽氧化层的特点，先在器件的有源区覆盖一层SiN，接着在暴露的隔离区场区通过湿氧氧化生长一层较厚的氧化层，最后去除SiN层，形成有源区，在有源区中制作器件。
LOCOS的工艺流程示意图如下：鸟嘴的尺寸可以通过增加氮化硅厚度和减少有源区氧化层厚度的方法来减小，但是这样做会增加应力，导致缺陷增加。
从器件的角度分析，鸟嘴的存在具有两个重要的影响：（1）氧化层侵蚀导致器件的有效宽度减小，从而减小了晶体管的驱动电流。
pnp npn 电平隔离
pnp npn 电平隔离PNP和NPN是常用的双极晶体管（BJT）的两种类型。
双极晶体管是一种三层构造的半导体器件，其中包含一个P型区域（P）夹在两个N型区域（N）之间（对于NPN型）或一个N型区域夹在两个P型区域之间（对于PNP型）。
这两种类型的晶体管具有不同的操作特性和电路应用。
电平隔离是电子设备中的一种常见设计要求，用于隔离高压电路和低压电路之间的信号或功率。
这可以防止高压电路中的干扰信号传播到低压电路中，从而提高电路的稳定性和可靠性，并减少潜在的噪声和故障。
PNP和NPN晶体管在电平隔离方面有着不同的应用。
下面是一些相关的内容介绍。
1. 电平隔离基本原理电平隔离利用PNP或NPN晶体管的三焦点构造原理。
在电路中，当高压信号需要被传递到低压电路中时，一个PNP晶体管可以被用作电平隔离。
类似地，当低压信号需要被传递到高压电路中时，一个NPN晶体管可以被用作电平隔离。
2. PNP型电平隔离PNP型电平隔离电路可以在高压电源电路和低压电源电路之间提供隔离。
通过将PNP型晶体管的集电极连接到高压电源端，将发射极连接到低压电源端，开关控制信号通过基极输入使得集电极电压随之变化。
这样，当低压电源电路中的开关控制信号变化时，高压电源电路中的集电极电压也会随之变化，从而实现电平隔离的目的。
3. NPN型电平隔离NPN型电平隔离电路可以用于将低压信号隔离开高压电路。
类似于PNP型电平隔离，通过将NPN型晶体管的集电极连接到高压电源端，将发射极连接到低压电源端，开关控制信号通过基极输入，使得集电极电压随之变化。
当低压电路中的开关变化时，高压电路中的集电极电压也会相应变化，从而实现电平隔离。
4. NPN型和PNP型对比NPN型和PNP型晶体管的电平隔离应用有着不同的特点。
在PNP型电平隔离中，高电平信号与外界共用低电平的地连接，而在NPN型电平隔离中，低电平信号与大地共用零电平，因此NPN型电平隔离具有更好的综合漂移性能和噪声隔离能力。
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探讨隔离工艺对高压双极晶体管工艺的影响
1. 引言
双极晶体管是一种电流控制器件，可用于电流放大和开关作用。
本文对双极晶体管的结构和流程作简要介绍，对形成双极晶体管的各层次间的关系及各处的隔离做阐述，找出对于实现晶体管高压最为关键之处并通过借助工艺模拟软件和工艺验证深入探讨该处隔离的设计使最终获得较大的隔离电压。
2. 双极晶体管工艺流程介绍
以 NPN 管为例，通常一个NPN 双极晶体管主要工艺流程包括以下几个步骤：
1）N 埋层BN， BN 是在生长外延层之前通过扩散形成的，埋层的作用是在晶体管有效的集电区和上端的集电极接触之间形成低阻通道，用于降低集电区的串联电阻，从而可以降低双极晶体管的发射极和集电极间的饱和压降[1][6]；
2）P 埋层，在P 形衬底上通过扩散形成P 埋层，用于晶体管的下隔离；
3）在P 型衬底上生长高阻的N 型外延层，外延层的电阻越高，器件能承受的电压越高；
4）DN，在N 型外延层上注入形成集电极接触；
5）DP，在N 型外延层上注入形成，用于晶体管的上隔离，和下隔离BP 穿通实现对通隔离；
6）在外延层上形成浅结的P 扩散区，用于晶体管的基区，浅结有助于提高晶体管的放大倍数；
7）在P 形扩散区进行N 型扩散，形成发射极
3 双极晶体管工艺中的隔离介绍
3.1 晶体管与其它器件的隔离
由于外延层的掺杂类型和衬底的掺杂类型相反，并且NPN 晶体管的隔离是通过在晶体管周边深扩散P 型掺杂而完成的。
在电路中最大的负电位加在P 型衬底上[2]，由于N 型外延区处于更高的电位，因此通过一个反偏的PN 结使晶体管与集成电路上的其它器件实现了的电隔离。
3.2 双极晶体管的内部隔离
为保证晶体管在正常工作条件下，不会产生异常电流通道，需要考虑以下几个方面的隔离[4]：
1) BN 与BP
所示a 为BN 与BP 间的间隔，a 越大，BP 与BN 间承受的电压越高，越不易发生击穿，为了节省晶体管面积，设计时a 不可以任意放大，这就需要控制工艺过程中BN 与BP 的横向扩散，以保证足够的距离。
通常由于BN 掺杂使用 Sd，而Sd 的热扩散系数不大，BN 推进后横向和纵向扩散相对较少。
在双极晶体管工艺中，为使器件承受更高的电压，需要生长很厚的浓掺杂外延层，外延层越厚，生长时间越长，势必带来越多的热预算，这使
得BN 在后续工艺过程中进一步扩散。
为避免BN 进一步扩散，需要选择低温快速的外延生长方式。
综上所述，BN 与BP 之间的隔离通常不难实现。
但值得注意的是，BP 的剂量和热预算不可太多，BP 与DP 间的穿通主要靠DP 的下扩实现。
2) BN 与DP
为了实现DP 与BP 穿通以实现穿通隔离，DP 注入剂量较高，结深较深；由于高压工艺通常使用较厚的外延，使得为实现对通隔离需要更大的DP 结深，这使得DP 相应的横向扩散较多，但工艺当中BN 所处位置与DP 所处位置为一斜角关系，实际距离较远，如中b 所示，工艺中可利用这一巧
妙的关系使得BN 和DP 间可以获得较高的击穿电压。
DP 横向扩散较少时，为得到同样的击穿电压，该处的设计规则便可以相应缩小。
3) SP 与DPSP
作为基区，为了实现高的放大倍数，结深较浅，一般小于1um 左右，横向扩散仅为0.8um 左右，所以与隔离间的击穿电压由DP 的横向扩散决定，DP 横向扩散多，击穿电压低，横向扩散少，击穿电压高。
同样，DP 横向扩散较少时，为得到同样的击穿电压，该处的设计规则便可以相应缩小。
4) DN 与BP，DN 与DPDN
的剂量和结深主要影响双极晶体管集电极的电阻从而影响到器件的集电极和发射极间的饱和压降，DN 杂质Phosphorus 相对于BP 和DP 杂
质Boron 热扩散系数要小，同时DN 与BP 成斜角关系，使得DN 与BP 间的隔离不难实现；DN 与DP热推进过程中DP 横向扩散较多，这使得DP 是DP 与DN 隔离间的关键问题所在。
4 通过TCAD 工艺模拟考察不同BP 和DP 条件对隔离的影响
对于高压双极晶体管，我们以一个10um 厚的EPI 为例，假设EPI 的电阻率为5ohm-cm，通过TCAD 分别模拟BP+DP 隔离岛与DN 之间的击穿电压，以及DP 与BP 上下对通隔离的情况。
1）BP=4E14，DP=4E13，1230C，220min BP Drive in如所示，由于DP 浓度过低，穿通隔离主要靠BP 的上扩完成，高浓度的DN 横向扩散较多，吞噬到DP 的区域。
2）BP =4E13，DP=4E14，1230C，220min BP Drive in由可见，BP 与DP 间可实现穿通隔离，但与DN 间击穿电压不高。
3）BP =4E13，DP=4E14，1230C，120min BP Drive in由可见，调整后，BP 与DP 间可实现穿通隔离，与DN 间击穿电压大大提高。
5 工艺验证DP 工艺设计对隔离电压的影响
1）DP 和BN
横轴是DP 和BN 间的距离，纵轴是两者间的击穿电压。
由图可见BN 和DP 间击穿电压随二者间的距离逐渐增加，由于BN 横向扩散较少，以及两者间的斜角关系，即使两者间距离较小时亦能获得较大的击穿电压。
2）DP 和DN
DN和DP 间击穿电压随二者间的距离逐渐增加，但由于DP 横向扩散较多,即使两者相距7um 时也只有不到20V 的击穿电压，为获得高的耐压，只能增加DP 和DN 间的设计距离，从而增加了晶体管的面积，影响了工艺的集成度。
6 结论
本文讨论了双极晶体管工艺中的几处隔离，发现DP 无论对于晶体管与外部电路的隔离还是对于晶体管内部隔离都至关重要，通过工艺模拟比较不同条件下DP 与BP 的穿通隔离效果，以及DP 与DN 间能承受的击穿电压，从而得到最佳的工艺条件，在器件承受高压的同时，保证高的电路集成度。
在职硕士论文
参考文献
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[2] 李桂宏，谢世健. 集成电路设计宝典[M]，北京：电子工业出版社，2006. 4.
[3] Rashid Bashir, Fran?ois Hébert etc. A Complementary Bipolar Technology Family With a VerticallyIntegrated PNP for High-Frequency Analog Applications[J]. IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES,VOL. 48, NO. 11, NOVEMBER 2001.：2525-2531.
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[5] Shankar Sawant and B.Jayant Baliga. Impact of VLSI Design Rules on High Voltage (2000V) IGBTs/ESTs[A].Proceedings of 1998 International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs[C], Kyoto.
[6] B. Jayant Baliga. Power Semiconductor Devices[Z]。