1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 621.3.049.77Элементы интегральной электроникиAnalysis of Influence of Temperature on Electrophysical Characteristics of Characteristics of Complementary Pair of Vertical Bipolar TransistorsАнализ влияния температуры на электрофизические характеристики комплементарной пары вертикальных биполярных транзисторовХрапов Михаил Олегович ХраповМихаил Олегович OlegovichKhrapov MikhailKhrapov Mikhail OlegovichГлухов Александр Викторович ГлуховАлександр Викторович ViktorovichGlukhov AleksandrGlukhov Aleksandr ViktorovichГридчин Виктор Алексеевич ГридчинВиктор Алексеевич AlekseevichGridchin ViktorGridchin Viktor AlekseevichКалинин Сергей Васильевич КалининСергей Васильевич VasilevichKalinin SergeyKalinin Sergey VasilevichНовосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, РоссияСибирский государственный университет информатики и телекоммуникаций, г. Новосибирск, Россия4149http://ivuz-e.ru/issues/1-_2017/analiz_vliyaniya_temperatury_na_elektrofizicheskie_kharakteristiki_komplementarnoy_pary_vertikalnykh/http://ivuz-e.ru/download/1_2017_1396.pdf

The influence of temperature on the most important of the electrical parameters of the complementary bipolar pair of vertical transistors has been numerically investigated as a part of the thermodynamic and drift-diffusion models. The advantage of the thermodynamic model while analyzing the high-power transistors, as the thermodynamic model takes into account the self-heating effect, has been shown. The simulation results have been compared with the experimental characteristics of the test structures. The comparison has shown that for current amplification factor β and the voltage Earley V the computational error had been less than 15 % and for the critical parameter the breakdown voltage of the collector - emitter V had been less than 2 %, which is sufficient for using the thermodynamic model for practical purposes.

В рамках термодинамической и диффузионно-дрейфовой моделей численным методом исследовано влияние температуры на электрофизические параметры комплементарной биполярной пары вертикальных транзисторов. Показано преимущество термодинамической модели, учитывающей при анализе мощных транзисторов эффекты, связанные с саморазогревом. Результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными характеристиками тестовых структур. Сравнение показало, что для таких электрофизических параметров, как коэффициент усиления по току β и напряжение Эрли V , отличие не превышает 15 %, а для критического параметра напряжение пробоя коллектор-эмиттер V не превышает 2 %. Это является достаточным для применения термодинамической модели в практических целях.

комплементарные n-p-n- и p-n-p-вертикальные транзисторы Савченко Е.М. Высокоскоростные операционные усилители с токовой обратной связью и высоким уровнем динамической точности: Автореф. дис. канд. техн. наук. – М., 2011. – 27 с.Gray P.R. Hurst P.J., Lewis S.H., Meyer R.G. Аnalysis and design of analog integrated circuits. – 5nd ed. – JohnWiley & Sons, 2009. – 881 р.Monticelli D.M. The Future of Complementary Bipolar // Proc. of the IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology, 2004. – Р. 21–25.Бубенников А.Н., Бубенников А.А. Тенденции развития конкурентоспособных кремниевых КМОП-биполярных и БиКМОП-СБИС // Зарубежная радиоэлектроника. – 1994. – №2/3. – С. 7–33.Temperature interaction of Early voltage, current gain and breakdown characteristics of npn and pnp SiGe HBTs on SOI / J.A. Babcock, L.J. Choi, A. Sadovnikov et. al. // IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (Austin, TX, USA, 2010). – 2010. – Р. 145–148.Forward and inverse mode Early voltage dependence on current and temperature for advanced SiGe-pnp on SOI / J.A. Babcock, L.J. Choi, A. Sadovnikov et. al. // IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (BCTM). – 2011. – Р. 9–12.Bashir R., Hebert F., De Santis J. A Complementary Bipolar Technology Family With a Vertically Integrated PNP for High-Frequency Analog Applications// IEEE Tran. On Electron Dev. – 2001. – Vol. ED-48. – N. 11. – P. 2525–2534.Дроздов Д.Г., Савченко Е.М., Зубков А.М. Результаты приборно-технологического моделирования комплементарной биполярной технологии с граничной частотой 10 ГГц и более // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем – 2010: сб. тр. – М.: ИППМ РАН, 2010. – С. 66–69.TCAD for reliability / P. Pffäfli, P. Tikhomirov, X. Xu et al. // Microelectronics Reliability. – 2012. – Vol. 52. – P. 1761–1768.TCAD Sentaurus. Synopsys. – URL: http://www.synopsys.com/Tools/TCAD (дата обращения 01.06.2016).Петросянц К.О., Торговников Р.А. Влияние щелевой диэлектрической изоляции на тепловой режим SiGe гетеропереходного биполярного транзистора // Изв. вузов. Электроника. – 2011. – №5(91). – С. 106–108.http:// www.itrs.net (дата обращения 01.06.2016).Sentaurus Device User Guide G-2012.06Vasileska D., Goodnik S. Computational electronics // Materials Science and Engineering R. – 2002. – Vol. 38. – P. 181–236.Selberherr S. Analysis and simulation of semiconductor devices. – Wien: Springer, 1984. – 294 р.Bank R.E., Rose D.J., Fichtner W. Numerical Methods for Semiconductor Device Simulation // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1983. – Vol. ED-30. – N. 9. – P. 1031–1041.Храпов М. О., Гридчин В.А., Калинин С.В. Анализ и моделирование кремниевых вертикальных комплементарных биполярных транзисторов // Изв. вузов. Электроника. – 2016. – Т. 21. – № 5. – С. 413–420.Green M.A. Intrinsic concentration, effective densities of states, and effective mass in silicon// J. of Appl. Phys. – 1990. – Vol. 67. – N. 6. – P. 2944–2954.Arora N.D., Hauser J.R., Roulston D.J Electron and Hole Motilities in Silicon as a Function of Concentration and Temperature // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1982. – Vol. ED-29. – N. 2. – P. 292–295.Canali C., Majni G., Minder R. Electron and Hole Drift Velocity Measurements in Silicon and Their Empirical Relation to Electric Field and Temperature // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1975. – Vol. ED-22. – N. 11. – P. 1045–1047.Tyagi M.S., Van Overstraeten R. Minority Carrier Recombination in Heavily-Doped Silicon // Solid-State Electronics. – 1983. – Vol. 26. – N. 6. – P. 577–597.Okuto Y., Crowell C.R. Threshold Energy Effect on Avalanche Breakdown Voltage in Semiconductor Junctions // Solid-State Electronics. – 1975. – Vol. 18. – N. 2. – P. 161–168.Van Overstraeten R., de Man H. Measurement of the Ionization Rates in Diffused Silicon p-n Junctions // Solid-State Electronics. – 1970. – Vol. 13. – N. 1. – P. 583–608.http://www.eltm.ru/cascade_microtech.html (дата обращения 01.06.2016).http://www.eltm.ru/editor/upload-files/agilent_4155c.pdf (дата обращения 01.06.2016).