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VLSI製程
Bipolay Junction Transistor BJT
學生： 黃逸豪 M9630207
吳朝允 M9630208
老師： 蔣富成
大綱
電晶體的分類
雙極性接面電晶體BJT的結構
BJT的操作原理
BJT電路應用
BJT電晶體製造取向
BJT製程流程示意圖
自我對準技術 NPN BJT製程簡易圖
常見的電晶體外觀
結論
參考文獻
電晶體的分類
 電晶體是具有三個電極的半導體元件，又稱為三極
體。依其結構可分為雙極性接面電晶體BJT及場效電晶體
FET兩類。
 雙極性是指流經電晶體的電流由兩種不同極性的載
子所組成，即帶正電的電洞和帶負電的自由電子。
 場效電晶體是利用電場來控制電流的大小，而且組
成電流的載子僅限一種極性，即電洞或是自由電子，故
又稱為單極性電晶體。
雙極性接面電晶體BJT的結構
雙極性接面電晶體（簡稱BJT）由三個摻雜濃度不同
的半導體區域組成，分成 pnp 和 npn 兩型。
這種電晶體含有兩個p-n接面，可視為由兩個pn接面
二極體，反向背靠背接合組成，其中間的一層稱為基極
區B ，其他兩層分別稱為射極區E和集極區C。
pnp雙極性接面電晶體的結構和電路符號。
npn雙極性接面電晶體的結構和電路符號。
B 的厚度必
須非常薄，約僅1微
米。射極區E的摻雜
濃度遠高於基極區 B
，而基極區B的摻雜
濃度又高於集極區 C
。
 基極區
BJT的操作原理-以pnp為例
pnp雙極性接面電晶體的操作原理示意圖。注意
紅色箭矢代表電子流的流動方向，黑色箭矢為常規
的電流方向。
通過BJT電極間的電流關係
由於電晶體為電中性的元件，流入和流出的電流應相
等，即
 IC和IE電流的比值，通常以α表示之，
 電晶體的α值一般約為 0.99。
 IC和IB電流的比值，通常以β表示之，

若α＝ 0.99，則β＝ 99。普通電晶體的β值約在80 ～
200之間。
 若電晶體的E-B接面為順向偏壓，且C-B接面能保持
逆向偏壓，則β值約為常數稱為電流增益。

pnp與npn的比較
npn電晶體的操作原理和pnp相同，只是電洞
和自由電子的角色互換。在npn中自由電子為傳
送電流的多數載子。
由於自由電子對電場的反應較電洞靈敏得多，
故在電路設計時，大多採用npn電晶體。
BJT電路應用
電晶體的功能—放大訊號
電晶體的功能—數位開關
BJT電晶體製造取向
電晶體在製造時，各區的寬度大小為：WC > WE > WB
 1. 基極寬度WB必須小於基極中少數載子電洞的擴散
長度。通常WB會小於1um，若WB大於8倍的電洞擴散長
度時，則BJT可視為兩個PN反向串接，不具有放大作
用。
WB較短的優點：
載子通過基極時間較短，速度較快。
載子到達集極數目較多，電流增益α及β直較大。
WB較短的缺點：
歐來效應明顯，基極區有效寬度W減少，元件容易被
貫穿引起崩潰。
2.BC接面面積大於BE接面面積，可提高載子通往集極
的收集率，並擴大散熱面積。

BJT製程流程圖示意圖
自我對準技術 NPN BJT製程簡易圖
先在以P為基底的晶圓上植入五族元素As，使他成為n+
製作p通道停止層、n磊晶層、與SiO2隔離層，在沉積
一層p+ poly，再用化學氣相沉積(CVD)沉積一層SiO2。
沉積SiO2。利用自我對準的方式植入B元素，形成基極。
用自我對準完成射極與集極，完成一個NPN BJT電晶體。
常見的電晶體外觀
常見的雙極性電晶體的外觀，各圖像下方的符號為封
裝代碼。
結論
開關速度快
能量消耗大
在元件密集的情況下散熱不佳 現以mos代
替，除了一些元件，如高電能元件。
參考文獻
(1)
半導體工程－先進製程與模擬／James D. Plummer、
Michael D. Deal、Peter B. Griffin 原著，羅正忠、
李嘉平、鄭湘原 譯著／普林斯頓國際有限公司／2002年。
(2) 半導體製程技術導論／HONG XIAO 原著，羅正忠、
張鼎張 譯著／台灣培生教育出版股份有限公司／2002年。
(3) 半導體元件物理與製程技術 /施敏 原著， 黃調元譯著
/國立交通大學出版社/2006年。
參考網址
半導體科普技話網站
http://163.25.149.37/semi/semi_index.html