​启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD

电子邮箱  
密码      忘记密码?
  注册
集成电路中的硅基器件—双极晶体管BJT
来源:整理综合自《集成电路产业全书》 | 作者:Belle | 发布时间: 2022-09-07 | 10 次浏览 | 分享到:

体硅衬底和绝缘体上硅(Silicon on Insulator,SOI)衬底是硅基集成电路制造业最基本的原材料。关于多晶硅材料制备、硅单晶制备、硅圆片制备、硅圆片外延、绝缘体上硅和硅片材料检测等相关知识。


硅基器件是集成电路的基石,硅基器件主要包括双极晶体管(Bipolar Junction Transitor, BJT)、MOSFET、鳍式场效应晶体管(FinFET)、全耗尽型SOI(Fully Depleted SOI,FD-SOI)、超级结(Super Junction)、横向扩散晶体管(Laterally Diffusion MOS,LDMOS)和集成无源元件(Intergrated Passive Device,IPD)等基本元器件。


双极晶体管(BJT)是最基础的集成电路器件之一,在集成电路发展史中起着重要的作用。因为这种晶体管工作时,电子和空穴两种载流子均参与导电,所以被称为双极性结型晶体管,简称双极晶体管。如图6-4所示,BJT可以看作是由两个背靠背的pn结二极管构成的,根据结构设计的不同,可以分为n-p-n和p-n-p两种类型。以n-p-n型晶体管为例,P型掺杂区为晶体管的基极(Base,B),两侧的n型掺杂区分别是晶体管的发射极(Emitter,E)和集电极(Collector,C)。正常工作时,基极和发射极构成的发射结接正向偏置电压,发射极的电子注入到基区;同时,在基极和集电极构成的集成结反向电场作用下,大部分电子将注入集电极。由于基区一般很薄,而且掺杂浓度较低,所以基极电流很小,经过放大后形成集电极电流。



与MOS晶体管的载流子表面导电不同,BJT属于体器件,载流子在半导体内部输运,具有跨导高、速度快、功率高的特点。事实上,20世纪70年代以前的集成电路单元主要是基于BJT架构的。但是,由于BJT在关态时其泄漏电流相对于MOS晶体管大很多,随着芯片集成度的提高,芯片功耗和散热的问题越来越突出,BJT逐渐被MOS晶体管取代。虽然目前大多数集成电路都采用MOS晶体管作为基本单元,但在模拟电路、射频电路及高速、功率控制应用中,BJT因为其具有电流增益大,跨导高等优势,仍然是构成这部分集成电路的重要单元。