Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 673-677 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013012067300

Analysis of weak avalanche multiplication in collector junctions. Avalanche injection measurements on standard transistors like devices

O.A. Bonnaud, J.P. Chante et J.J. Urgell

Laboratoire d'Electronique, d'Automatique et de Mesures Electriques, Ecole Centrale de Lyon, E.R.A. (CNRS) n° 661 « Génie Electronique », 36, route de Dardilly, 69130 Ecully, France

Abstract
To obtain large scale integration we have to reduce the geometry of devices. This, in turn, involves higher doping concentrations. Consequently, even at low applied voltages, the avalanche multiplication phenomenon can appear in all devices (bipolar or MOS transistors). Therefore it seems very interesting to predict the multiplication factor M in such devices. We present in this paper an analytical method which allows this determination by calculation of the exponent n in a formula identical with the Miller's one. A very good agreement is obtained between this analytical value and the experimental result.

Résumé
L'intégration à large échelle conduit à réduire les dimensions géométriques des composants. Ceci entraîne des dopages plus élevés et par conséquent le phénomène d'avalanche peut apparaître dans tous les types de composants (transistors MOS ou bipolaires) même pour de faibles tensions appliquées. Il semble done intéressant de pouvoir prévoir le facteur de multiplication M. Nous présentons dans cet article une méthode analytique simple permettant cette détermination en calculant l'exposant n d'une formule identique à celle de Miller. Une comparaison est effectuée avec la valeur de n obtenue expérimentalement. Le bon accord entre les deux résultats permet de juger de la valeur de la méthode.

PACS
2560J - Bipolar transistors.
2560R - Insulated gate field effect transistors.

Key words
impact ionisation -- insulated gate field effect transistors -- weak avalanche multiplication -- collector junctions -- large scale integration -- MOS transistors -- multiplication factor -- bipolar transistors