两种不同结构InGaP/GaAs HBT的直流特性分析

InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)是当前微波毫米波领域中具有广阔发展前景的高速固态器件,其直流特性是器件重要参数之一.本文采用Medici软件对两种InGaP/GaAs外延结构HBT的直流特性和高频特性进行了模拟计算,并实际制备出了两种材料结构的大尺寸(发射极面积100μm×100μm)双台面InGaP/GaAs HBT器件,对其直流特性进行了测试和分析,两种外延结构的器件共射直流增益分别为50和350,模拟得其最大截止频率分别为8和10GHz.     

两种不同结构InGaP/GaAs HBT的直流特性分析

InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)是当前微波毫米波领域中具有广阔发展前景的高速固态器件,其直 流特性是器件重要参数之一.本文采用Medici软件对两种lnGaP/GaAs外延结构HBT的直流特性和高频特性进 行了模拟计算,并实际制备出了两种材料结构的大尺寸(发射极面积100弘m×100tL￡m)双台面InGaP/GaAs HBT器 件,对其直流特性进行了测试和分析,两种外延结构的器件共射直流增益分别为50和350,模拟得其最大截止频率 分别为8和10GHz.     

4GHz300mW InGaP/GaAs HBT功率管研制

通过采用发射极-基极金属自对准、发射极镇流电阻,电镀空气桥等工艺改善了器件的高频特性,提高了器件热稳定性与功率特性.当器件工作在AB类,工作频率为4 GHz,集电极偏置电压为3.5 V时,尺寸为16×(3 μm×15 μm)的功率管获得了最大输出功率为24.9 dBm(309.0 mW)、功率增益为8.1dB的良好性能.     

C波段3.5W/mm,PAE＞40%的InGaP/GaAs HBT功率管

通过优化InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的材料结构和器件结构,采用BE金属自对准、发射极镇流和电镀空气桥等工艺技术,研制了C波段InGaP/GaAs HBT功率管.其击穿电压BVCBO大于31V,BVCEO大于21V;在5.4GHz时连续波(CW)饱和输出功率达到1.4W,功率密度达到3.5W/mm,功率附加效率(PAE)大于40%.     

C波段3.5W/mm,PAE＞40%的InGaP/GaAs HBT功率管

通过优化InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的材料结构和器件结构,采用BE金属自对准、发射极镇流和电镀空气桥等工艺技术,研制了C波段InGaP/GaAs HBT功率管.其击穿电压BVCBO大于31V,BVCEO大于21V;在5.4GHz时连续波(CW)饱和输出功率达到1.4W,功率密度达到3.5W/mm,功率附加效率(PAE)大于40%.     

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。     

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.     

高速AlGaAs/GaAs HBT D-触发器和静态分频器

叙述了高速 Al Ga As/ Ga As HBT D-触发器和静态分频器的设计、制造和性能。用电流型逻辑和自对准工艺 ,D-触发器上升和下降时间都小于 80 ps,静态分频器在 0～ 8GHz频率范围功能正确     

高性能六边形发射极InGaP/GaAs异质结双极型晶体管

六边形发射极的自对准InGaP/GaAs异质结具有优异的直流和微波性能.采用发射极面积为2μm×10μm的异质结双极型晶体管,VCE偏移电压小于150mV,膝点电压为0.5V(IC=16mA),BVCEO大于9V,BVCBO大于14V,特征频率高达92GHz,最高振荡频率达到105GHz.这些优异的性能预示着InGaP/GaAs HBT在超高速数字电路和微波功率放大领域具有广阔的应用前景.     

高性能六边形发射极InGaP/GaAs异质结双极型晶体管

六边形发射极的自对准In Ga P/ Ga As异质结具有优异的直流和微波性能.采用发射极面积为2μm×10μm的异质结双极型晶体管,VCE偏移电压小于15 0 m V,膝点电压为0 .5 V(IC=16 m A) ,BVCEO大于9V,BVCBO大于14 V,特征频率高达92 GHz,最高振荡频率达到10 5 GHz.这些优异的性能预示着In Ga P/ Ga As HBT在超高速数字电路和微波功率放大领域具有广阔的应用前景     

10Gb/s光调制器InGaP/GaAs HBT驱动电路的研制

采用自行研发的4英寸InGaP/GaAs HBT技术,设计和制造了10Gb/s光调制器驱动电路.该驱动电路的输出电压摆幅达到3V_pp,上升时间为34.2ps(20~80%),下降时间为37.8ps(20~80%),输入端的阻抗匹配良好(S11=-12.3dB@10GHz),达到10Gb/s光通信系统(SONET OC-192,SDH STM-64)的要求.整个驱动电路采用-5.2V的单电源供电,总功耗为1.3W,芯片面积为2.01×1.38mm².     

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．     

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.     

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。     

应用于S频段的宽带高谐波抑制的F类功率放大器的设计

采用InGaP/GaAs HBT工艺设计了一个适用于S频段的宽带F类功率放大器,管芯大小为3×3×0.82mm3。为了同时实现高谐波抑制和宽带,在宽带匹配电路中使用了谐波陷波器。在1.8~2.5 GHz范围内,该匹配网络的输入阻抗约为一个常电阻,二次谐波阻抗约为零而三次谐波阻抗接近无穷大,因此提高了功率放大器的效率。输入测试信号为连续波,测试结果表明该功率放大器在1dB压缩点下的输出功率约为34dBm,PAE约为57%,2到4次谐波分量功率均小于-53dBc。     

面向5GHz无线应用的单片InGaP/GaAs HBT压控振荡器

介绍了一种由商用InGaP/GaAs异质结双极晶体管工艺制成、基于负阻原理的单片压控振荡器,此电路定位于5GHz频段下的无线应用.在实际使用中,除了旁路和去耦电容外,无需外接其他外部元件.测试得到的输出频率范围超过300MHz,为4.17～4.56GHz,与仿真结果非常吻合;相位噪声为-112dBc/Hz@1MHz;在3.3V电源电压下,其核心部分的直流功耗为15.5mW,输出功率为0～2dBm.为了与其他振荡器比较,还通过计算得到了相位噪声优值,约为-173.2dBc/Hz.同时,还讨论了负阻振荡器的原理和设计方法.     

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.