Способ определения электрофизических параметров неосновных носителей заряда в базе транзистора

 

Сущность изобретения: изобретение позволяет определять время жизни, а также подвижность неосновных носителей заряда в базе как бездрейфового, так и дрейфового транзистора. Для этого в способе, включающем воздействие на транзистор магнитным полем, направляют вектор индукции поля параллельно поверхности коллекторного перехода и измеряют предельную частоту и статический коэффициент усиления транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Затем повторяют измерения без воздействия магнитным полем и определяют искомые параметры по приведенным формулам. 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано для неразрушающего контроля параметров транзисторов в технологии их производства. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет контроля дрейфовых транзисторов. Физическое обоснование способа состоит в следующем. Коэффициент усиления В_cт и предельная частота дрейфового транзистора _т, включенного по схеме с общим эмиттером, определяются по формулам (1) (2) где L диффузионная длина ННЗ; W ширина базы; K() поправочный множитель, учитывающий неоднородность легирования базы; коэффициент неоднородности базы; t_э время установления заряда эмиттерного истощенного слоя; время жизни ННЗ; t_к время полета через обедненный слой коллектора;
K постоянная Больцмана;
T абсолютная температура;
q заряд электрона;
C_э емкость эмиттера;
C_к емкость коллектора;
C_п паразитные емкости;
I_к ток коллектора;
D коэффициент диффузии;
W_к ширина обедненного слоя коллектора;
V_s дрейфовая скорость в коллекторном переходе. Под воздействием магнитного поля, вектор индукции которого параллелен поверхности коллекторного перехода, происходит отклонение потока ННЗ на угол Холла ^*B, где В индукция магнитного поля; ^*= r холловская подвижность; - дрейфовая подвижность; r фактор Холла. В результате этого увеличивается "эффективная" ширина базы, принимая значение
W_в= W/cos(^*B).
Поставляя это значение W_в в выражения (1) и (2), получают коэффициент усиления и предельную частоту под воздействием магнитного поля в следующем виде (емкости C_э, C_к и C_п не меняются в зависимости от магнитного поля, а l_к поддерживается постоянным):
(3)
(4)
Из отношения выражений (1) и (3) получают подвижность ННЗ
(5)
а из выражений (2) и (4) время жизни ННЗ в базе транзистора
(6)
Имея значения и t, рассчитывают диффузионную длину ННЗ по формуле
(7)
где L диффузионная длина ННЗ. На чертеже представлена структура контролируемого транзистора в магнитном поле. П р и м е р. Измерения времени жизни, подвижности и диффузионной длины ННЗ в базе проводились для мощных транзисторов ТК-235-63, ТК-152-100 и ТК-155-63. Результаты измерений сведены в таблице. Там же приведены значения , и L, рассчитанные по формулам (6),(5) и (7) соответственно. Предлагаемый способ позволяет определить время жизни, подвижность и диффузионную длину, то есть основные параметры ННЗ в базе как бездрейфовых, так и дрейфовых транзисторов, так как измеряется не время переноса ННЗ через базу, что осуществимо только для бездрейфовых транзисторов, а предельная частота транзистора, с помощью которой описываются частотные свойства и дрейфовых и бездрейфовых транзисторов. Способ определения параметров ННЗ в базе транзистора упрощен, так как предельная частота w_т транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, легко измеряется. Выбирают достаточно высокую частоту измерения , при котором b() (0,1-0,2)_o где _o коэффициент усиления транзистора на низкой частоте, и вычисляют произведение _т= (). В предлагаемом способе транзистор включает по схеме с общим эмиттером, которая, как известно, обеспечивает сравнительно большую магниточувствительность по сравнению со схемой с общей базой, что приводит к повышению уровня измеряемых сигналов при включении магнитного поля, а следовательно, к повышению точности.

Формула изобретения

Способ определения электрофизических параметров неосновных носителей заряда в базе транзистора, включающий воздействие на транзистор постоянным магнитным полем и определение коэффициента усиления транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет контроля дрейфовых транзисторов, вектор индукции постоянного магнитного поля направляют параллельно поверхности коллекторного перехода контролируемого транзистора и измеряют предельную частоту и статический коэффициент усиления контролируемого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, после чего отключают постоянное магнитное поле и повторяют измерение предельной частоты и статического коэффициента усиления, а время жизни и подвижность неосновных носителей заряда в базе транзистора определяют из соотношений


где время жизни неосновных носителей заряда;
B_ст и B^B_ст статический коэффициент усиления транзистора соответственно без и при воздействии магнитного поля;
_т и ^B_т предельная частота усиления транзистора в схеме с общим эмиттером соответственно без и при воздействии магнитного поля;
подвижность неосновных носителей заряда;
r фактор Холла;
В индукция магнитного поля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---