工学教育への展開を目指したバイポーラトランジスタ作製教材の開発

开发用于工程教育的双极晶体管制造教材

• 批准号: 21K02895
• 负责人: 辻 琢人
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Suzuka National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02895/
• 关键词: 半導体デバイス; バイポーラトランジスタ; 半導体デバイス作製教材; 半導体デバイスものづくり教育; 集積回路; 半導体ものづくり実験; 工学教育

本研究では，これまでの研究で確立してきた不純物拡散層の形成技術を基に，半導体デバイスの中で基本となる代表的なデバイスの一つであるバイポーラトランジスタの作製技術とその動作原理を理論と実践の両面から効果的に習得することに繋がるバイポーラトランジスタ作製教材を開発している．バイポーラトランジスタにはnpn型とpnp型があるが，本研究ではトランジスタ内を電子が移動するnpn型バイポーラトランジスタ(npn BPT)の作製教材の開発を試みている．npn BPTは電子の多い2つのn型と正の電荷を帯びた正孔の多いp型で構成され，n型からp型へ電子が注入され，それがもう一方のn型に到達することで動作する．昨年度までの研究によって，npn BPTを作製する基本的な技術・工程が確立できた．npn BPTのnpn構造の形成には，p型不純物拡散層の上にn型不純物拡散層を形成する必要があるため，p型不純物拡散層の上に形成したn型不純物拡散層を形成し，そのpn接合の電気的特性を評価したところ，1100℃で形成するp型不純物拡散層の熱処理時間が長くなるにつれて，整流性ではなく線形性を示すことが確認された．その結果，n型Si基板上のp型不純物拡散層上に形成したn型不純物拡散層で構成されるnpn BPTのエミッタ接地回路のコレクタ電流がコレクタ－エミッタ間電圧の変化に対してほぼ一定の特性を示す一般的なエミッタ接地回路の電流－電圧特性を示す一方で，そのコレクタ電流が小さくなったのではないかと思われる．以上の結果，p型不純物拡散層の上にn型不純物拡散層は形成できるものの，そのpn接合でnpn BPTの作製に必要な電流－電圧特性を得ることは容易でないことが見込まれたことから，npn構造を縦方向に形成したサブストレート型ではなく，横方向に形成するラテラル型npn BPTの設計を行い，その作製を試みた．

在这项研究中，基于先前研究中已经建立的杂质扩散层形成技术，我们正在开发双极晶体管制造的教材，这些教学将有效地获取双极晶体管的制造技术，这是对半导体设备及其操作原理的最具代表性的设备之一，这些设备是从理论上和实践中的。有NPN和PNP类型的双极晶体管，但是在这项研究中，我们试图开发一种用于制造NPN型双极晶体管（NPN BPT）的教材，其中电子在晶体管内移动。 NPN BPT由两个具有许多电子的N型和一个带有许多正电荷的P型和带有许多孔的P型的P型组成，并且电子从N型到P型p型，并将电子注入到达其他N型的P型。直到去年，研究建立了生产NPN BPT的基本技术和流程。 To form the npn structure of npn BPT, an n-type impurity diffusion layer must be formed on the p-type impurity diffusion layer, so when an n-type impurity diffusion layer was formed on the p-type impurity diffusion layer, the electrical properties of the p-type impurity diffusion layer was evaluated, it was confirmed that the heat treatment time of the p-type在1100°C下形成的杂质扩散层更长，但是线性而不是整流。结果，看来，虽然NPN BPT的发射机地面电路的收集器电流由N型杂质扩散层组成减少了。在上述结果上，尽管可以在p型杂质扩散层上形成N型杂质扩散层，但预计可以使用PN交界处生产NPN BPT所需的当前电压特性并不容易，因此我们设计了均匀的NPN bpt，而不是在水平上形成的均值，而不是一个类型，而不是一个类型的npn bpt。方向，并试图制造它。

项目成果

npnバイポーラトランジスタ作製教材の開発

npn双极晶体管制作教材开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 斉藤準;宗尻修治;野村和泉;庄司善彦;玉川碧海(指導教員：辻琢人)
• 通讯作者: 玉川碧海(指導教員：辻琢人)