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．

In this study, で に, を れまで れまで で research で to establish the <s:1> て た た た た impurity 拡 layering <s:1> formation technology を basis に In semiconductor デ バ イ ス の で basic と な る represent な デ バ イ ス の a つ で あ る バ イ ポ ー ラ ト ラ ン ジ ス タ の cropping technology と そ の action と を theories to be practice の struck surface か ら unseen に acquisition of fruit す る こ と に 繋 が る バ イ ポ ー ラ ト ラ ン ジ ス タ system of teaching material を for 発 し て い る. バ イ ポ ー ラ ト ラ ン ジ ス タ に は NPN と PNP が あ る が, this study で は ト ラ ン ジ ス タ を electronic が inside mobile す る NPN バ イ ポ ー ラ ト ラ ン ジ ス タ NPN (BPT) textbooks の open the の cropping 発 を try み て い る. NPN BPT は electronic の い 2 more つ の n-type と is の charge を 帯 び た hole is の い more p type で constitute さ れ, n-type か ら p-type へ electronic が injection さ れ, そ れ が も う side の n-type に reach す る こ と で action す る. In the previous year, まで によって studied によって, npn BPTを production する basic な technology · engineering が established で た た た. NPN BPT の の NPN structure formation に は, p-type impurity content on the company, loose layer の に n impurity content company, loose layer を form す る necessary が あ る た め, p-type impurity content on the company, loose layer の に form し た n impurity content company, loose layer を し formation, そ の characteristics of pn junction の electric 気 を review 価 し た と こ ろ, 1100 ℃ で form す る p-type impurity content company, loose layer の hot 処 Richard が long く な る に つ れ て, rectifying sex で は な く linear sex を shown す こ と が confirm さ れ た. Youdaoplaceholder0 そ result N-type Si substrate の p-type impurity content company, and a scattering of に layer formed し た n impurity content company, loose layer で constitute さ れ る NPN BPT の エ ミ ッ タ ground loop の コ レ ク タ current が コ レ ク タ - エ ミ ッ タ between electric 圧 の variations change に し seaborne て ほ ぼ certain の を shown す general features な エ ミ ッ タ ground loop の current - electric 圧 characteristic を で す in party, そ の コ レ ク タ が little electricity さ く な っ た の で は な い か と think わ れ る. の above results, p-type impurity content on the company, loose layer の に n impurity content company, loose layer は form で き る も の の, そ の pn junction で NPN BPT の cropping に な necessary current - electric 圧 characteristic を have る こ と は easy で な い こ と が see 込 ま れ た こ と か ら, NPN tectonic を 縦 direction に form し た サ ブ ス ト レ ー ト type で は な く, In the horizontal direction, に form するラテラ するラテラ type npn BPT <s:1> design を row, そ <s:1> fabricating を test みた.

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)