Regensburg 1998 – scientific programme
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HL: Halbleiterphysik
HL 14: Bauelemente II
HL 14.3: Talk
Tuesday, March 24, 1998, 11:00–11:15, H17
Silizium Bipolartransistoren für Hochtemperaturanwendungen — •M. Pohl1,2, T. F. Meister1 und H. von Philipsborn2 — 1Siemens AG, Zentralabteilung Technik ZT ME 2, D-81730 München — 2Universität Regensburg, Fakultät Physik, D-93040 Regensburg
Für bestimmte Elektronik-Anwendungen braucht man Transistoren, die bei Temperaturen weit über 100∘C noch zuverlässig arbeiten. Bipolartransistoren können mit wesentlich geringerem Aufwand als CMOS-Transistoren für Hochtemperatur-Elektronik verwendet werden.
In dieser Arbeit wird die Funktionsfähigkeit von Si- und SiGe-Bipolar-Transistoren bis zu Temperaturen von 200∘C gezeigt. Die intrinsische Ladungsträgerdichte und damit der Sperrstrom steigt mit der Temperatur, was die Eigenschaften von Übergängen und Isolationen beeinträchtigt und damit die Transistorfunktion verändert. Bei den untersuchten aktuellen Produktions- und Labortechnologien blieb die Kollektorisolation über 200∘C hinaus intakt. Die Stromverstärkung erwies sich als relativ wenig temperaturabhängig: Bei Kollektorstromdichten um 1 mA/µ m2 wurde für die Stromverstärkung im Temperaturbereich zwischen 20∘C und 200∘C bei Si-Transistoren ein Temperaturkoeffizient von ca. 1 · 10−3/K gefunden, für SiGe entsprechend ca. 5 · 10−4/K. Zudem wurden Degradationseffekte in Abhängigkeit von Temperatur und Stromstärke untersucht. Dabei ergab sich nur bei sehr hohen Stromdichten in Abhängigkeit von der Temperatur eine reversible Basisstromdegradation. Ansätze zur Modellierung der Degradationsmechanismen werden diskutiert.