自对准单层多晶硅基极和亚微米射极接触高速双极工艺

本文介绍了一种单层多晶硅作基极和发射极接触的新型、高性能硅双极晶体管的实验结果,我们把这种结构叫做STRIPE(自对准开槽隔离多晶硅电极)。已提供的发射极/基极多晶硅接触的间隙为0.2μm,0.4μm的发射极宽度是用普通的0.8μm的光刻来完成的。在用多晶硅基极接触的单层多晶硅结构中,可达到的尺寸最小,并且与双层多晶硅结构相差不大,用STRIPE结构,制造出的晶体管的f_T高达33.8GHz。     

砷化镓自对准栅场效应晶体管

本文介绍了砷化镓微波肖特基势垒场效应晶体管源漏接触之间自动对准栅接触的方法。这个方法包括了源漏接触边缘下面砷化镓外延层的腐蚀以及用伸出部分作为栅接触金属的蒸发掩模。用这种方法制造的器件,栅长为4微米。微波测量的结果:在2千兆赫下最大可用增益为16分贝,按6分贝/倍频程下降,截止频率为11千兆赫。     

具有与浅发射极接触的外延复盖层结构的双注入超高频功率晶体管

在超高频晶体管的制造过程中,为了获得高的截止频率特性,浅的发射极-基极结深和窄的发射极宽度是必要的。为了这一目的,通常采用泡发射极结构。在这种情况下,如果发射极-基极结深小于1微米时,由于铝电极接触在400～500℃的温度下合金以及接触的可靠性变坏,所以在电极和发射极-基极结之间常常发生短路。本文叙述的是双注入晶体管,其发射极-基极结深在0.3微米以下,因此用普通的方法,发射极-基极就会发生短路。为了解决这一问题,采用了外延复盖层技术,它是在浅     

SiGe/Si异质结双极晶体管工艺技术研究

介绍了多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管制作工艺流程。通过对LPCVD在n型Si衬底上外延生长SiGe合金层作为异质结双极晶体管基区、自中止腐蚀工艺制作发射区台面、多晶硅n型杂质掺杂工艺制作发射极、PtSi金属硅化物制作器件欧姆接触等工艺技术进行研究,探索出关键工艺的控制方法,并对采用以上工艺技术制作的多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管进行了I-V特性及频率特性测试。结果显示该器件饱和压降小,欧姆接触良好,直流电流放大倍数β随Ic变化不大,截止频率最高达到11.2 GHz。     

新的半导体制造技术——掺杂多晶硅工艺

在1972年国际电子器件会议上,日本富士通公司发表了一种新的半导体制造技术——掺杂多晶硅工艺,该工艺可应用于超高速集成电路和微波晶体管制作。在电流型逻辑超高速集成电路及微波晶体管中,由于电极条很窄(例如莫托洛拉公司的MECLⅢ,单门传递延迟时间1毫微秒,发射极条宽为9000埃～1微米),一般都用泡发射极工艺。亦即在形成微波晶体管及ECL电路的发射极扩散层时,由化学汽相淀积法生成掺杂氧化层,经热扩散后,由泡发射极工艺开发射极窗孔,然后形成铝电极。泡发射极工艺是利用掺杂的氧化层(掺杂SiO_2)与不含杂质的二氧化硅之间腐蚀速度的不同,从而可不采用光刻掩蔽(免去发射极光刻)直接腐蚀出发射极     

超高速双层多晶硅发射极晶体管及电路

报道了双层多晶硅发射极超高速晶体管及电路的工艺研究 .这种结构是在单层多晶硅发射极晶体管工艺基础上进行了多项改进 ,主要集中在第一层多晶硅的垂直刻蚀和基区、发射区之间的氧化硅、氮化硅复合介质的 L型侧墙形成技术方面 ,它有效地减小了器件的基区面积 .测试结果表明 ,晶体管有良好的交直流特性 .在发射区面积为 3μm× 8μm时 ,晶体管的截止频率为 6 .1GHz.19级环振平均门延迟小于 40 ps,硅微波静态二分频器的工作频率为 3.2 GHz     

超高速双层多晶硅发射极晶体管及电路

报道了双层多晶硅发射极超高速晶体管及电路的工艺研究．这种结构是在单层多晶硅发射极晶体管工艺基础上进行了多项改进,主要集中在第一层多晶硅的垂直刻蚀和基区、发射区之间的氧化硅、氮化硅复合介质的L型侧墙形成技术方面,它有效地减小了器件的基区面积．测试结果表明,晶体管有良好的交直流特性．在发射区面积为3μm×8μm时,晶体管的截止频率为6.1GHz．19级环振平均门延迟小于40ps,硅微波静态二分频器的工作频率为3.2GHz．     

简讯

《半导体国际》82年第12期报导,日立公司已经发表了一种以侧壁基极接触结构(SICOS)为特点的高性能npn双极型晶体管。这种对称结构有可能在正常和反向(以集电极作为发射极)工作时分别获得9GHz和1GHz的最大增益带宽。 在SICOS结构中,其器件是采用在SiO_2上形成多晶硅基极电极的多次自对准工艺来制造的。这可以使寄生电容和基极串联电阻变得很小。这种器件的本征区域是在一个被腐蚀的台面衬底上形成的,并由多晶硅电极连接。由SICOS得到的这     

高可靠网状发射极晶体管

本文介绍采用网状发射极结构研制了具有极高可靠性的硅npn高频功率晶体管。指出以往影响这种晶体管可靠性的主要原因是电流集中和电极的电徒动。作者发现热脉冲会引起电极劣化。在动态工作条件下在极短时间内就可引起晶体管的损坏。采用扩散型的发射极镇流电阻,并用SiO_2覆盖铝电极可防止其退化。采用这些可靠性措施之后,器件在145℃的结温工作,其MTTF在几百万小时以上,这技术已应用到1千兆赫最大功率30瓦的27个品种的高可靠性网状发射极晶体管(MET)的设计及批量生产中。现在在4千兆赫,7千兆赫频带的微波中继系统中使用的MET其MTTF在220万小时以上,在超高频卫星电视装置及各种无线电装置中已开始使用MET并取得较好效果。     

简讯

用离子注入法制作的微波晶体管日本东芝公司是日本最早采用离子注入法制作微波晶体管的,起始于1968年,1971年年底制成。在第一次国际固体元件会议上介绍了这项研究成果。他们研制的晶体管:24千兆赫下噪声系数为2分贝;44千兆赫下噪声系数为4分贝。最近又研制出6分贝的6千兆赫的晶体管。这类晶体管制造特点是:①离子注入使基区宽度变窄,而产生高浓度杂质;②发射极不采用离子注入,而采用泡发射极;③采用高温多层金属作电极。目前离子注入晶体管(2千兆赫和4千兆赫)已应用于陶瓷衬底的集成化放大器中,     

采用砷发射极掺杂提高截止频率

采用砷作为一种 N~ 发射极掺杂剂提高微波晶体管的截止频率。对于同样的表面几何形状来说,若采用砷,能获得3.2千兆赫的截止频率;若用磷,截止频率只达680兆赫。据报导,美帝国际商业机器公司的主要改进办法是:采用砷时,放慢扩散速度,这样就能更好地控制基区厚度;其次是扩散分布陡得多。     

最高振荡频率f_(max)≥40GHz的异质结双极晶体管

据报导,日本电电通讯研究所试制成一种f_(max)可达40GHz以上的异质结双极晶体管.这种双极晶体管的结构是:采用分子束外延法形成5层结构,即n~+GaAs-NAlGaAs-P~+GaAs-nGaAs-n~+GaAs.形成这5层之后,进行Si_3N_4掩模,并通过腐蚀露出P~+GaAs的表面,再形成基区电极.接着,通过腐蚀电极金属,露出发射极,并形成发射极和集电极.器件的电流增益为20dB,高频特性的测量结果是:f_(max)=14GHz,通过改善发射极电阻,f_(max)可以达到40GHz以上.     

利用掺杂的多晶硅扩散源改进薄基区晶体管的工艺

以浓掺杂的多晶硅做为扩散源用在薄基区晶体管的砷扩散和磷扩散的一种新工艺已经发展起来。它包含用化学气相淀积方法淀积掺杂的多晶硅(掺杂的多晶硅以下称为DOPOS)和在氧化环境中的扩散过程。扩散过程中,在DOPOS表面上形成硅氧化膜,它阻止了杂质的外扩散并导致了杂质在DOPOS层中的凝聚。这样一来,通过1000℃的扩散可以在硅衬底中引起大约2×10~(20)原子/厘米~3的高表面浓度。背面散射分析表明在DOPOS和硅衬底的接触面上没有杂质积累;也就是说没观察到堆积现象。DOPOS工艺在重复性和器件大量生产方面是优越的,尤其作为砷发射极扩散方法更有效。由于在扩散过程以后在发射区上面保留了DOPOS,因此成功地防止了铝电极引起的发射极-基极短路。在单个晶体管情况下(As—DOPOS),f_T达5千兆赫;对电流型逻辑门电路的单片集成电路(P—DOPOS),t_(oa)在35毫瓦/门电路时达0.6毫微秒。     

高截止频率异质结双极晶体管的研制

本文介绍了研制异质结双极晶体管(HBT)的工艺过程。使用MOCVD生长的GaAlAs/GaAs多层结构外延材料,采用离子注入隔离和湿法腐蚀技术,实现基极与发射极台面自对准工艺,研制出截止频率为22GHz的HBT。     

卫星信号接收机用的混频二极管

<正> 日本三洋电气有限公司研制成一种卫星信号接收机用的梁式引线 GaAs 肖特基势垒混频二极管。这种梁式引线二极管的制作,是采用聚酰亚胺材料作为厚绝缘膜来降低寄生电容、采用双液相外延层来降低串联电阻。二极管的规格是:串联电阻0.5欧姆、二极管电容0.15微微法(包括测量的0.03微微法的寄生电容)、击穿电压7～9伏、截止频率为2千兆赫。这种二极管的制作,还采用液相外延法在 N+-GaAs 上生长具有很高电导率的掺 Sn 有源层和掺 Te 的缓冲层。在台面腐蚀以后,采用 Au-Ge-Ni 金属化和镀金层以形成欧姆接触。然后,形成直     

截止频率为45GHz的新颖电极结构的自对准HBT设计、制作和表征

文章采用二维异质结构器件模拟程序和异质结双极晶体管电路模拟程序,对新近提出的自对准AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的设计、制作和模拟制定了系统的研究方法。所研制的HBT有一突变的发射极-基极异质结,并且采用一种新颖结构——在两个发射极电极之间夹入一个基极电极。对已制成的3×8μm~2双发射极HBT进行了测量,其电流增益截止频率f_T=45GHz,最高振荡频率f_(max)=18.5GHz。分频器电路模拟结果指出,研制成的HBT的速度是两个基极电极之间夹入一个发射极电极的普通HBT的1.4倍。     

18千兆赫低噪声高增益场效应管

国外研制成一种用砷化镓材料的超高频场效应管.这种管子(型号为HFET-2201)的截止频率达18千兆赫,典型噪声系数在频率为14千兆赫时仅3.1分贝,而增益为8分贝.据称,这是一种低噪声、高增益     

砷化镓多层外延及其在场效应晶体管上的应用

用三个料瓶的 Ga-AsCl_3-H_2外延系统,在掺铬 GaAs 半绝缘衬底上成功地连续生长了缓冲层(n~-)、有源层(n)的 GaAs 外延结构。缓冲层(n~-)的室温迁移率在6000厘米~2/伏·秒左右,有源层的室温迁移率在4500厘米~2/伏·秒左右。用这种结构的外延片制备的 GaAs 低噪声场效应晶体管,在6千兆赫下,噪声系数(N_F)可达2.7分贝,增益可达9分贝;在12千兆赫下,N_F 为3.68分贝,增益为4.8分贝;制备的功率器件,在6千兆赫下输出功率可达550毫瓦,增益4分贝左右。使用这种系统还试验生长了欧姆接触层(n~+)-有源层(n)-缓冲层(n~-)结构的外延材料,在器件制备上已初步看到 n~+-n-n~-结构比 n-n~-结构有更好的效果。     

30千兆赫的砷化镓场效应晶体管

美帝费尔查尔德公司最近研制了一种最高振荡频率为30千兆赫的砷化镓场效应晶体管。据说,这种晶体管在8千兆赫下,功率增益是8分贝;16千兆赫下,4分贝;噪声系数在4千兆赫下是3分贝。该公司使用了薄外延层工艺:在半绝缘的砷化镓衬底上淀积一层薄的掺硫外延膜(10~(17)原子/厘米~3),器件就制作在这层薄膜上面。用普通的光刻掩蔽法制做图形,但是不用掺杂法作 N 型材料的低阻接触,而用金—锗合金工艺作源和漏。栅是一种肖特基势垒结构。     

考虑电子速度饱和区的砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管的设计理论

基于己考虑速度饱和区这一新的分析模型分析了砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管的工作,弄清了器件材料参数和几何参数以及等效电路参数与超高频特性的关系,明确了 GaAsFET 的最佳设计方法。进而定量地说明了通过减小栅金属阻抗、电极阻抗等寄生元件后微波性能的改善情况。另外,还能连续地掌握微波性能与偏压之间的相互关系。其次,测量了试制的栅长为1微米的 GaAsFET 的微波特性及其与偏压的关系,并将实测结果与分析结果进行了比较。试制的 GaAsFET 的最高振荡频率 f_(max),截止频率 f_T 分别为40千兆赫、8.5千兆赫。然而若减小栅压点电容和栅金属阻抗,则估计可获得的 f_(max)在50千兆赫以上,f_T 在10千兆赫以上。再有,由分析结果预计,若用理想的n-GaAs 薄层,栅长1微米的 GaAsFET 就能够得到 f_T 为16千兆赫,f_(max)为65千兆赫,在10千兆赫下最低噪声系数为2.5分贝。