发射极-基极-发射极结构PNP型AlGaAs/GaAsHBT电流增益的理论分析

建立了 PNP型异质结双极晶体管基区少数载流子浓度的解析模型 .理论分析了发射极 -基极 -发射极布局的PNP型 HBT的电流增益 .讨论了不同基极电流成分 ,如外基区表面复合电流 ,基极接触处的界面复合电流 ,基区体内复合电流 ,以及刻蚀台面处的台面复合电流对电流增益的影响     

发射极-基极-发射极结构PNP型AlGaAs/GaAs HBT电流增益的理论分析

建立了PNP型异质结双极晶体管基区少数载流子浓度的解析模型.理论分析了发射极-基极-发射极布局的PNP型HBT的电流增益.讨论了不同基极电流成分,如外基区表面复合电流,基极接触处的界面复合电流,基区体内复合电流,以及刻蚀台面处的台面复合电流对电流增益的影响.     

InGaAsP/InP异质结双极晶体管的研究

用液相外延方法研制了InGaAsP/InP异质结双极晶体管(HBT),并研究了其直流特性。该HBT的发射区和集电区材料为InP(禁带宽度为1.35eV),基区材料为InGaAsP(禁带宽度0.95eV)。器件采用台面结构,发射结、集电结面积分别为5.0×10~(-5)cm~2、3.46×10~(-5)cm~2。基区宽度约为0.2μm,基区掺杂浓度为(2～3)×10~(17)/cm~3。在I_c=3～5mA,V_(ce)=5～10V时。共射极电流放大倍数达到30～760。符号表 q 电子电荷ε介电常数 k 玻耳兹曼常数 T 绝对温度β共射极电流放大倍数γ发射极注入效率 A_e 发射结面积 I_(ne) 发射极电子电流 I_(pe) 发射极空穴电流 I_(rb) 基区体内复合电流 I_(gre) 发射结空间电荷区产生-复合电流 I_(sb) 基区表面复合电流 I_(nc) 被集电极收集的电子电流 m_(pb)~* 基区中空穴有效质量 m_(?)~* 发射区电子有效质量 N_(Ab) 基区中受主掺杂浓度 N_(D(?)) 发射区施主掺杂浓度 N_(D(?)) 集电区施主掺杂浓度 W_b 基区宽度 L_(ab) 基区中电子扩散长度μ_(ab) 基区中电子迁移率τ_(ab) 基区中电子寿命 V_(no) 从发射区注入到基区电子的平均速度 V_(p(?)) 从基区注入到发射区空穴的平均速度△E_g 发射区与基区的禁带宽度差△E_c 异质结交界面导带不连续量△E_v 异质结交界面价带不连续量。且有:△E_c+△E_v=△E_g A_(?) 基区表面有效复合面积     

发射极-基极-发射极结构PNP型AlGaAs/GaAs HBT电流增益的理论分析

建立了PNP型异质结双极晶体管基区少数载流子浓度的解析模型。理论分析了发射极－基极－发射极布局的PNP型HBT的电流增益。讨论了不同基极电流成分,如外基区表面复合电流,基极接触处的界面复合电流,基区体内复合电流,以及刻蚀台面处的台面复合电流对电流增益的影响。     

基区重掺杂的高电流增益AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管

研究了AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的电流增益和AlGaAs/GaAs异质结二极管(HD)的发光强度随偏压的变化。HBT的发射板-基极结的理想因子接近于1,这与HD中发光强度随偏压的变化关系相一致。重掺杂基区HBT电流增益的降低被认为是基区中非辐射复合电流所引起。在基区掺杂为2×10~(10)cm~(-3)的HBT中得到80的高电流增益。     

InGaP/GaAs HBT器件的制备及其特性

采用在发射区台面腐蚀时保留InGaP钝化层和去除InGaP钝化层的方法制备了两种InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)器件,研究了InGaP钝化层对HBT器件基区表面电流复合以及器件直流和射频微波特性的影响.对制备的两种器件进行了对比测试后得到:保留InGaP钝化层的HBT器件最大直流增益(β)为130,最高振荡频率(fmax)大于53 GHz,功率附加效率达到61％,线性功率增益为23 dB;而去除InGaP钝化层的器件最大β为50,fnax大于43 GHz,功率附加效率为57％,线性功率增益为18 dB.测试结果表明,InGaP钝化层作为一种耗尽型的钝化层能有效抑制基区表面电流的复合,提高器件直流增益,改善器件的射频微波特性.     

双极晶体管表面1/f噪声的研究

本文从表面载流子数涨落机构出发,建立了双极晶体管表面i/f噪声电流的完整理论关系式.测量了噪声与双极晶体管的基区表面势、表面复合电流、发射区周长和电流放大系数等主要参数的依赖关系.理论规律与实验结果符合良好.     

异质结耗尽层基区侧复合对突变HBT重要性分析

基于热场发射.扩散载流子输运模型,在电流连续性方程中包含异质结(BB结)耗尽层基区侧复合电流的前提下,推导出了描述突变HBT电流特性的新解析方程.在此基础上,探讨了对BB结耗尽层基区侧复合电流各不同考虑情况下的HBT电流计算结果的差异程度.结果表明:在较高集电极电流密度处,E-B结耗尽层基区侧的复合电流很重要;此外,在电流连续性方程中包含E-B结耗尽层基区侧的复合电流,这在更高集电极电流密度处也是必要的.     

异质结耗尽层基区侧复合对突变HBT重要性分析

基于热场发射.扩散载流子输运模型,在电流连续性方程中包含异质结(BB结)耗尽层基区侧复合电流的前提下,推导出了描述突变HBT电流特性的新解析方程.在此基础上,探讨了对BB结耗尽层基区侧复合电流各不同考虑情况下的HBT电流计算结果的差异程度.结果表明:在较高集电极电流密度处,E-B结耗尽层基区侧的复合电流很重要;此外,在电流连续性方程中包含E-B结耗尽层基区侧的复合电流,这在更高集电极电流密度处也是必要的.     

Si/SiGe/Si双异质结晶体管(HBT)的负阻特性

同质结硅双极晶体管在共射极状态下工作中,在高集电极--发射极电压、大电流下,由于热电正反馈,容易发生热击穿,这限制了晶体管的安全工作区域.本文报道了在大电流下,由于热电负反馈,重掺杂基区Si/SiGe/HBT出现了负阻特性,并对这一现象进行了新的解释,认为这是由于大电流下耗散功率增加,基区俄歇复合导致电流增益随温度增加而减小的结果.这一现象有利于改善大电流下双极晶体管的抗烧毁能力,证明Si/SiGe/HBT适于大功率应用.     

梯度Si1-cGec混晶太阳电池长波光谱响应及其短路电流的理论计算与分析

提出了一种新型Si/Si1-cGec太阳电池结构.对长波波段的响应区域-Si基区Si1-cGec梯度区光生少子分布进行了求解.根据电流连续性原理计算了光谱响应SR,讨论了电池结构和梯度区最大锗浓度c对光生电流J1的影响.结果表明:在一定条件下梯度区的引入使得SR明显提高,但c和梯度区厚度同时增加,窄能隙的复合效应显现出来.电池结构对器件性能的影响更为显著.当梯度区厚度L2远小于基区厚度L1时,复合及电场的抽运使得SR低于相同厚度Si基区之值.     

一种单基极引出结构的硅晶体管

为研究单基极薄基区晶体管的特性,设计了一种单侧基极引出结构薄基区的晶体管,在p型SOI衬底上全离子注入实现了基区宽度为80nm的npn纵向结构,基区的平均浓度为1018cm-3.经过版图设计和工艺流片,在2μm实验工艺线上研制了这种器件.基极采用电压输入,Vbe在1.1V附近,跨导和电流增益都达到峰值,小信号电流增益βac(ΔIc/ΔIb)=2.7,小信号跨导gmac(ΔIc/Δvbe)=0.45mS,且gmac/gm(Ic/Vbe)比βac/β(Ic/Ib)大得多,跨导比电流增益更能准确地描述器件特性,这种器件更倾向于电压控制型器件,特别适用于数字电路的开发和应用.     

梯度Si_(1-c)Ge_c混晶太阳电池长波光谱响应及其短路电流的理论计算与分析

提出了一种新型 Si/Si1- c Gec太阳电池结构 .对长波波段的响应区域—Si基区 Si1- c Gec梯度区光生少子分布进行了求解 .根据电流连续性原理计算了光谱响应 SR,讨论了电池结构和梯度区最大锗浓度 c对光生电流 JI的影响 .结果表明 :在一定条件下梯度区的引入使得 SR明显提高 ,但 c和梯度区厚度同时增加 ,窄能隙的复合效应显现出来 .电池结构对器件性能的影响更为显著 .当梯度区厚度 L2 远小于基区厚度 L1时 ,复合及电场的抽运使得 SR低于相同厚度 Si基区之值 .     

基区重掺杂对突变AlGaAs/GaAs HBT电学性能的影响

基区重掺杂不仅使基区能带发生变窄效应(BGN),且使突变结界面势垒形状及高度均发生了扰动,这两种因素都对电流输运特性产生重要的影响.基于热场发射-扩散模型,分析了基区重掺杂突变AlGaAs/GaAs HBT中的电流传输特性.结果表明:为了精确描述电流传输,必须考虑突变结界面势垒形状及高度扰动所引起的电流变化.     

低温高注入硅双极晶体管电流增益的定理模拟

本文了基区复合电流，发射结空间电荷区复合电流，基区高主入引起的禁带变窄效应，Ｅａｒｌｙ效应，基区和发射区电导调制效应，有效基区展宽效应以及发射区电流集边效应，定量地模拟了硅双极晶体管电流增益在７７Ｋ和３００ｋ时与集电极电流的关系，并且与实验结果相吻合。     

基于MBE生长的一种Be掺杂InGaAs基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs DHBT

报道了一种以InGaAs为基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs双异质结晶体管,获得了直流性能良好的器件.其共射直流增益β达到100,残余电压Voffset约为0.4V,膝点电压Vknee约为1V,击穿电压BVceo超过10V,器件的基极和集电极电流理想因子分别为nb=1.16,nc=1.11,可应用于低功耗、高功率领域.     

重掺杂突变InP/InGaAs HBT界面势垒扰动对电流传输的影响

基区重掺杂使HBT突变结界面势垒形状及高度发生了扰动,这种扰动对电流输运特性有重要的影响.本文基于热场发射-扩散模型,分析了基区重掺杂突变InP/InGaAs HBT中的电流传输特性,并同实验测试数据进行了比较.结果表明:为了精确地描述电流传输特性,基区重掺杂情况下,必须考虑突变结界面势垒形状及高度扰动所引起的电流变化.     

基于MBE生长的一种Be掺杂InGaAs基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs DHBT

报道了一种以InGaAs为基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs双异质结晶体管,获得了直流性能良好的器件.其共射直流增益β达到100,残余电压Voffset约为0.4V,膝点电压Vknee约为1V,击穿电压BVceo超过10V,器件的基极和集电极电流理想因子分别为nb=1.16,nc=1.11,可应用于低功耗、高功率领域.     

基区不均匀重掺杂对Si/SiGe/SiHBT基区渡越时间的影响

由于发射结(EB结)价带存在着能量差ΔEv,电流增益β不再主要由发射区和基区杂质浓度比来决定,给HBT设计带来了更大的自由度。为减小基区电阻和防止低温载流子冻析,可增加基区浓度。但基区重掺杂导致禁带变窄,禁带变窄的非均匀性产生的阻滞电场使基区渡越时间增加,退化了频率特性,特别是在低温下更为严重     

低温高注入硅双极晶体管电流增益的定量模拟

本文考虑了基区复合电流，发射结空间电荷区复合电流，基区高注入引起的禁带变窄效应，Ｅａｒｌｙ效应，基区和发射区电导调制效应，有效基区展宽效应以及发射区电流集边效应，定量地模拟了硅双极晶体管电流增益在７７Ｋ和３００Ｋ时与集电极电流的关系，并且与实验结果相吻合，计算还表明在低温７７Ｋ时，电流增益的大注入效应由基区电导调制效应和发射区电流集边效应决定，而在３００Ｋ时则由有效基区展宽效应决定。