论文部分内容阅读
光敏三极管,也称光电三极管或光电晶体管,它是作为光传感器的敏感部分,已在光的检测、信息的接受、传输、隔离等方面获得了广泛的应用,成为各行各业自动控制必不可少的器件之一。在电子线路中,光敏三极管同光敏二极管一样能把感受到的光信号变成电信号。但是,它所转换的光电流要比光敏二极管大几十倍甚至几百倍。光敏三极管同普通三极管在内部构造上没有根本的区别,唯有光敏三极管的基区是接受光的地方,所以基区面积做得比普通三极管要大,而发射极面积却小得多。光敏三极管的工作方式是光—电传输,普通三极管的工作方式是电—电传输,在线路中藕合形式就大不相同,普通三极管的基极必须与前级的输出直接或通过其它元件连接起来,把前级的电信号引到基极上方能工作。而光敏三极管的基极是接受光的部位,只要有光照射不用接其它元件就能工作,所以在电子线路中它的基极往往是悬空的,有时候基极或有引出,一般用来做温度补偿的。虽然光敏三极管有很多优于光敏二极管的特性,应用的领域也非常广泛,但是国内关于光敏三极管的研制为数不多,关于这方面的文章和资料也比较匮乏。国内使用的大部分光敏三极管也都需要进口。目前硅基红外光敏三极管在应用中主要有两个方面的问题:一是共射级电流增益h FE放大倍数不是特别理想;二是VC EO的值普遍偏低。两者要有个兼容值,因此在设计和制作工艺中需要折衷这两个方面的因素。在这个大背景下,本文系统而全面的阐述了光敏三极管的理论知识,从基本的半导体理论出发,基于光敏二极管和普通三极管的理论,引出了光敏三极管的理论模型。重点的给出了本文要研制的大倍数红外光敏三极管的版图,以及衬底材料的选取,增透膜厚度的选择,工艺过程中所遇到的难点问题等,提出了一些创新的关于工艺方面的知识如杂质重掺杂,慢退火,增透膜厚度等。借助X射线衍射XRD分析、薄层电阻Rs测试、微分相差干涉DIC观察,染色磨结测试结深等手段来研究一些实际工艺问题。也提及了一些关于光敏三极管的封装知识。最后给出了参数测试和总结。本文的成文依托于中国电子科技集团公司第四十七研究所的半导体生产线,以及四十七所多年来生产光敏二极管的理论和实践的基础,反复几次流片,优化工艺流程,最终研制成功了hFE=1000,VCEO≥70V,VEBO≥6V,Tamb =-55~125℃,λP=880nm的大倍数红外光敏三极管。达到了国内的先进水平,取得了研制的成功。