Влияние неконтролируемых технологических примесей на температурную зависимость коэффициента усиления биполярного n-p-n-транзистора

Abstract

Исследованы температурные зависимости статического коэффициента усиления по току (β) биполярных n-p-n-транзисторов, сформированных по аналогичным технологическим маршрутам (серии А и В), в интервале температур 20–125 °С. Содержание неконтролируемых технологических примесей в приборах серии А было ниже предела обнаружения методом полного внешнего отражения рентгеновского излучения (по Fe < 4,0×10^9 ат/см^2). В приборах серии В вся поверхность пластин была покрыта слоем Fe со средней концентрацией 3,4×10^11 ат/см^2, наблюдались также пятна Cl, K, Ca, Ti, Cr, Cu, Zn. Установлено, что в приборах серии В при среднем уровне тока коллектора (1,0×10^–6 < Ic < 1,0×10^–3 A) статический коэффициент усиления по току больше соответствующего значения в приборах серии А. Это обусловлено большей эффективностью эмиттера вследствие высокой концентрации основной легирующей примеси. Данное обстоятельство определяло и более сильную температурную зависимость β в приборах серии В вследствие значительного вклада в его величину температурного изменения ширины запрещенной зоны кремния. При Ic < 1,0×10^–6 A β для приборов серии В становится существенно меньше соответствующих значений для приборов серии А и практически перестает зависеть от температуры. В приборах серии В рекомбинационно-генерационный ток преобладает над полезным диффузионным током неосновных носителей заряда в базе вследствие наличия высокой концентрации неконтролируемых технологических примесей. Для приборов серии А при Ic < 10^–6 A температурная зависимость β практически не отличается от аналогичной зависимости для среднего уровня инжекции.