晶向对InGaP/GaAs HBT性能的影响

在对InGaP/GaAs HBT特性的研究中发现,发射极长边与主对准边垂直([011]方向)和平行([01 1]方向)放置时,其直流电流增益和截止频率是不同的.[011]方向的直流电流增益远远大于[01 1]方向,而它的截止频率则略小于[01 1]方向.文献中认为电流增益的不同是压电效应产生的,但这种观点并不能很好地解释截止频率的晶向依赖性.文中用压电效应和两个互相垂直方向上发射区侧向腐蚀形状的不同很好地解释了所有实验结果.     

高功率附加效率的InGaP/GaAs功率HBT

采用发射极-基极金属自对准工艺,成功研制出了InGaP/GaAs功率HBT.发射极尺寸为(3μm×15μm)×16的功率器件的截止频率和最高振荡频率分别为55GHz和35GHz.在片load-pull测试表明:当工作频率为1GHz时,器件工作在AB类,该功率管最大输出功率为23.5dBm,最大功率附加效率达60%,P1dB的输出功率为21dBm,对应增益为16dB,工作电压为3.5V.     

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.     

一种用于InGaP/GaAs HBT的简化的VBIC模型

提出一个应用于InGaP/GaAs HBT的简化的VBIC模型,描述了模型参数的提取方法,并把此模型应用于单、多指InGaP/GaAs HBT器件的建模.对器件的I-V特性及50MHz～15GHz频率范围内S参数进行了测量和仿真.结果表明,50MHz～9GHz频率范围内,简化后模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征.     

一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模.测量和模型仿真FV特性及其在多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明,DC～9GHz频率范围内,简化后的模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征.利用建立的模型设计出DC～9GHz两级直接耦合宽带放大器,该放大器增益达到19dB,输入、输出回波损耗分别低于-10dB和-8dB.     

一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模．测量和模型仿真I-V特性及其在多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明，DC～9GHz频率范围内，简化后的模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征．利用建立的模型设计出DC～9GHz两级直接耦合宽带放大器，该放大器增益达到19dB，输入、输出回波损耗分别低于－10dB和－8dB．     

自对准InGaP/GaAs HBT单片集成跨阻放大器

对自对准InGaP/GaAs HBT单片集成跨阻放大器进行了研究.采用发射极金属做腐蚀掩膜并利用GaAs腐蚀各向异性的特点来完成BE金属自对准工艺,最终制作出的器件平均阈值电压为1.15V,单指管子电流增益为50,发射极面积4μm×14μm的单管在IB=200μA和VCE=2V偏压条件下截止频率达到了40GHz.设计并制作了直接反馈和CE-CC-CC两种单片集成跨阻放大器电路,测量得到的跨阻增益在3dB带宽频率时分别为50.6dBΩ和45.1dBΩ,3dB带宽分别为2.7GHz和2.5GHz,电路最小噪声系数分别为2.8dB和3.2dB.     

减小发射极宽度提高InGaP/GaAs HBT的性能

在发射极宽度为3μm和4μm InGaP/GaAs HBT工艺的基础上,研究了发射极宽度为2μm时发射极与基极之间的自对准工艺,用简单方法制备出了发射极宽度为2μm的InGaP/GaAs HBT.发射极面积为2μm×15μm时器件的截止频率高达81GHz,且集电极电流密度为7×104A/cm2时仍没有出现明显的自热效应.它的高频和直流特性均比发射极宽度为3μm和4μm InGaP/GaAs HBT的有了显著提高,并对器件性能提高的原因进行了分析.     

InGaP/GaAs HBT X波段混合集成功率合成放大器的研制

研制了面向X波段应用的InGaP/GaAs HBT混合集成功率合成放大器模块. 电路采用一种新颖的具有片上RC稳定网络的InGaP/GaAs HBT功率管作为功率合成单元以提高电路的稳定性,并采用紧凑的微带线并联匹配网络进行功率分配和合成. 在8.1GHz,偏置为Vcc=7V, Ic=230mA的AB类工作条件下,连续波最大输出功率为28.9dBm,功率合成效率达到80%.     

InGaP/GaAs HBT器件研究中的几个重要问题

本文分析了InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)微波器件研制中的一些重要问题,优化了发射结阻挡层厚度,解决离子注入实现器件隔离的问题,设计制备出发射极尺寸为(3μm×40μm)×3的HBT单管,并进行了测试。     

Optimization of emitter cap growth conditions for InGaP/GaAs HBTs with high current gain by LP-MOCVD

The effect of emitter cap growth conditions on the common-emitter current gain of InGaP/GaAs HBTs, grown by LP-MOCVD, has been studied. This work shows that the material quality of a carbon-doped base is highly dependent on the emitter cap growth. The emitter cap growth effectively serves as a source of thermal stress. This stress on the base during the emitter and cap growth causes the formation of carbon-related defects in the base that increase the base recombination and reduces the current gain. Atomic force microscopy is used to identify these carbon-related defects. Gain improvements of about 40% have been achieved by optimizing the emitter cap growth conditions to reduce the thermal stress.     

Analysis of the electrical characteristics of GaInP/GaAs HBTs including the recombination effect

An analytical model is used to predict the effects of surface recombination current on the gain and transit time of GaInP/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs). The present analysis shows that consideration of the recombination current gives current gain values that are comparable to those of the experimental results. The dependence of current gain on temperature, base doping and emitter area are also analyzed, and the variation in collector current with emitter-base voltage, temperature and doping is considered.     

晶向对InGaP/GaAs HBT性能的影响

在对In Ga P/ Ga As HBT特性的研究中发现,发射极长边与主对准边垂直([0 1 1 ]方向)和平行([0 1 1 ]方向)放置时,其直流电流增益和截止频率是不同的.[0 1 1 ]方向的直流电流增益远远大于[0 1 1 ]方向,而它的截止频率则略小于[0 1 1 ]方向.文献中认为电流增益的不同是压电效应产生的,但这种观点并不能很好地解释截止频率的晶向依赖性.文中用压电效应和两个互相垂直方向上发射区侧向腐蚀形状的不同很好地解释了所有实验结果     

基于三维模型的InGaP/GaAs HBT单粒子效应仿真

为全面评估航天型号用元器件的抗辐射性能,对InGaP/GaAs异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)的单粒子效应进行了仿真研究。首先,介绍了空间辐射环境中重离子诱发器件产生单粒子瞬态脉冲的机理。然后,建立了InGaP/GaAs HBT器件三维仿真模型,并利用蒙特卡罗方法模拟了不同能量的C、F、Cl、Br、I等重离子在器件中的射程和LET值。最后,基于ISE-TCAD仿真软件对器件的单粒子瞬态脉冲电流曲线进行了仿真和分析。结果表明:重离子在器件中产生的集电极瞬态脉冲电流可达几百微安,集电极瞬态脉冲电流与重离子的能量成反比,与离子的原子序数成正比。由此可知,InGaP/GaAs HBT器件对单粒子效应比较敏感,且对不同重离子的敏感程度不同。这可以为航天型号用元器件的设计选型和可靠性评估提供技术支撑。     

InGaP/GaAs HBT X波段混合集成功率合成放大器的研制

研制了面向X波段应用的InGaP/GaAs HBT混合集成功率合成放大器模块.电路采用一种新颖的具有片上RC稳定网络的InGaP/GaAs HBT功率管作为功率合成单元以提高电路的稳定性,并采用紧凑的微带线并联匹配网络进行功率分配和合成.在8.1GHz,偏置为Vcc=7V,Ic=230mA的AB类工作条件下,连续波最大输出功率为28.9dBm,功率合成效率达到80%.     

具有AlGaAs缓变结构的InGaP/GaAs HBT性能改进分析

对改进型结构具有零导带势垒尖峰的缓变InGaP/AlGaAs/GaAs HBT器件的直流和高频特性进行了理论探讨,并同传统突变结构的InGaP/GaAs HBT的相应性能作了比较。结果表明:在低于30 nm的一定范围内的缓变层厚度下,与突变的InGaP/GaAs HBT相比,改进型结构的InGaP/AlGaAs/GaAs HBT具有更低的offset和开启电压、更强的电流驱动能力、更好的伏-安输出特性和高频特性。     

发射极空气桥InGaP/GaAs HBT的DC和RF特性分析

为抑制电流增益崩塌,提高HBT的热稳定性,研制了发射极空气桥互连结构的HBT晶体管,应用ICCAP提取参数建立VBIC模型,结合模型参数对三种不同结构HBT的DC和RF特性进行比较分析.与引线爬坡互连结构相比,发射极空气桥互连结构HBT的热阻得到改善,热稳定性提高;与发射极电阻镇流方式相比,发射极空气桥HBT的截止频率(fT)相同,最大振荡频率(fmax)提高,最大稳定功率增益(MSG)高出约5dB.