Статистический анализ и оптимизация параметров технологии изготовления биполярного транзистора с изолированным затвором

Abstract

Реализована процедура оптимизации порогового напряжения биполярного транзистора с изолированным затвором. Посредством проведения отсеивающего эксперимента выявлены наиболее значимые входные параметры. Проведены экспериментальные исследования с использованием метода поверхности откликов для определения разброса значений выходной характеристики посредством анализа в цикле Монте-Карло, а также расчета допустимых отклонений входных параметров, в наибольшей степени влияющих на пороговое напряжение.

Реалізовано процедуру оптимізації граничної напруги біполярного транзистора з ізольованим затвором. За допомогою експерименту, що відсіває, виявлено вхідні параметри, які найбільш суттєво впливають на вихідну величину (граничну напругу). Проведено експериментальні дослідження з використанням методу поверхні відгуків для визначення розкиду вихідних характеристик за допомогою аналізу в циклі Монте-Карло, а також розрахунку допустимих відхилень вхідних параметрів, що впливають на порогову напругу в найбільшій мірі.

Procedure of the IGBT threshold voltage optimization was realized. Through screening experiments according to the Plackett-Burman design the most important input parameters (factors) that have the greatest impact on the output characteristic was detected. The coefficients of the approximation polynomial adequately describing the relationship between the input parameters and investigated output characteristics ware determined. Using the calculated approximation polynomial, a series of multiple, in a cycle of Monte Carlo, calculations to determine the spread of threshold voltage values at selected ranges of input parameters deviation were carried out. Combinations of input process parameters values were determined randomly by a normal distribution within a given range of changes. The procedure of IGBT process parameters optimization consist a mathematical problem of determining the value range of the input significant structural and technological parameters providing the change of the IGBT threshold voltage in a given interval. The presented results demonstrate the effectiveness of the proposed optimization techniques.