一种新型4H-SiC双极结型晶体管的研究

研制了一种功率型4H-SiC双极结型晶体管。通过采用深能级降低工艺和一氧化氮退火钝化工艺,提高了电流增益。详细研究了发射极-基极几何结构与电流增益的关系,发现随着发射极线宽或发射极-基极间距的逐渐增加,最大电流增益也逐渐提高并趋于饱和。器件在反向阻断电压1 200 V时漏电流为5.7 μA。在基极电流为160 mA时集电极电流达11 A,电流增益达到68。     

4H-SiC npn双极型晶体管的研制

采用国产的4H-SiC外延材料和自行开发的SiC双极晶体管的工艺技术,实现了4H-SiC npn双极晶体管特性。为避免二次外延或高温离子p+注入等操作,外延形成n+/p+/p/n-结构材料,然后根据版图设计进行相应的刻蚀,形成双台面结构。为保证p型基区能实现良好的欧姆接触,外延时在n+层和p层中间插入适当高掺杂的p+层外延,但也使双极晶体管发射效率降低,电流放大系数降低。为提高器件的击穿电压,在尽量实现低损伤刻蚀时,采用牺牲氧化等技术减少表面损伤及粗糙度,避免表面态及尖端电场集中,并利用SiC能形成稳定氧化层的优势来形成钝化保护。器件的集电结反向击穿电压达200 V,集电结在100 V下的反向截止漏电流小于0.05 mA,共发射极电流放大系数约为3。     

电流增益温度稳定的硅双极晶体管

随着现代电子工业的迅猛发展,高可靠己成为现代武器系统、军用电子设备、航天航空工程和高性能电子整机的基本要求,电子整机、设备和系统要求能够在各种条件下工作,这就对半导体器件提出了具有耐环境变化的高可靠性和高稳定性的要求.半导体器件的电特性参数大多是温度敏感参数,环境温度的高低温变化将引起半导体器件电性能的剧烈变化,这直接影响了电子整机、设备和系统的性能,甚至使它们丧失工作能力.     

低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型

本文综合考虑了多晶硅发射极的载流子输运障碍,界面氧化物遂穿、晶粒间界杂质分凝和界面能带弯曲等因素,以及禁带变窄效应、低温下载流子冻析效应和浅能能补偿杂质隐阱效应,建立了低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型,对电流增益和截止频率的温度关系进行了理论分析并与３００Ｋ和７７Ｋ下的实测结果进行了比较。     

硅双极晶体管低温电流增益模型修正

多晶硅发射区双极晶体管的低温（７７Ｋ）电流增益模型建立在理想掺杂近似的基础上．本文由基区电子电流密度Ｊｎ和发射区空穴电流密度Ｊｐ出发，根据实际掺杂情况中的近似高斯分布，分析了理想掺杂近似对电流增益结果的影响，指出引用这一近似在常温下偏差较小，在低温下则会出现较大的误差．在此基础上，对多晶硅发射区双极晶体管低温电流增益模型作了修正．结果表明，修正后的模型与ＰＩＳＣＥＳ模拟结果取得了较好的吻合．     

采用SiGe双极技术的晶体管

ＮＥＣ电子器件公司研制成噪声系数为 0 9ｄＢ的晶体管 ,型号为 2ＳＣ5 76 1,样品已开始销售。主要用途为Ｗ -ＣＤＭＡ等第三代移动通信机 ,蓝牙接收部分的低噪声放大器等。在 2ＳＣ5 76 1器件中已采用制作 ,最高振荡频率为 6 0ＧＨｚ晶体管的ＳｉＧｅ双极技术。工作频率为2ＧＨｚ ,收集极———发射极间施加 + 2Ｖ下 ,最小ＮＦ时的增益为 + 16ｄＢ(收集极电流为 5ｍＡ时 )。在相同条件下的功率增益为 14 5ｄＢ ,比该公司用Ｓｉ双极技术制作的晶体管提高 1 6倍。直流电流放大系数为 30 0 ,为此前该公司的产品 3倍以上。接合部到管壳间的热…     

4H-SiC BJT的Early电压分析

通过考虑缓变基区4H-SiC BJT电流增益及器件内4种载流子复合过程,计算了4H-SiC BJT的厄利(Early)电压,分析了Early电压及电流增益的温度特性.结果表明,其他参数不变时,Early电压VA随发射区掺杂浓度NE增大而增大,随集电区掺杂浓度Nc增大而减小,随基区宽度W增大而增大.SiC中杂质非完全离化会影响4H-SiC BJT的Early电压及电流增益的温度特性.     

双极晶体管hFE低温失效分析及使用可靠性

论述了影响双极晶体管电流增益ｈＦＥ低温下降的重掺杂效应，结合具体器件测试计算出了ｈＦＥ的低温下降值，并对实测值与计算值的差异进行了分析，最后指出了改进ｈＦＥ温度特性的具体途径。     

高电流增益的碳化硅双极型晶体管

A novel 4H-SiC BJT of high current gain with a suppressing surface traps effect has been proposed. It is effective to improve the current gain due to the lower electrons density in the surface region by extending the emitter metal to overlap the passivation layer on the extrinsic base surface. The electrons trapped in the extrinsic base surface induce the degeneration of Si C BJTs device performance. By modulating the electron recombination rate, the novel structure can increase the current gain to 63.2% compared with conventional ones with the compatible process technology. Optimized sizes are an overlapped metal length of 4 m, as well as an oxide layer thickness of 50 nm.     

一种新型4H-SiC BJT结终端结构研究

设计了一种应用于4H-SiC BJT的新型结终端结构。该新型结终端结构通过对基区外围进行刻蚀形成单层刻蚀型外延终端,辅助耐压的p+环位于刻蚀型外延终端的表面,采用离子注入的方式,与基极接触的p+区同时形成。借助半导体数值分析软件SILVACO,对基区外围的刻蚀厚度和p+环的间距进行了优化。仿真分析结果表明,当刻蚀厚度为0.8μm,环间距分别为8,10和9μm时,能获得最高击穿电压。新结构与传统保护环(GR)和传统结终端外延(JTE)相比,BVCEO分别提高了34%和15%。利用该新型终端结构,得到共发射极电流增益β>47、共发射极击穿电压BVCEO为1 570V的4H-SiC BJT器件。     

High temperature characterization of double base epilayer 4H-SiC BJTs

Based on the material characteristics and the operational principle of the double base epilayer BJTs, and according to the drift-diffusion and the carrier recombination theory, the common emitter current gain is calculated considering four recombination processes. Then its performance is analyzed under high temperature conditions. The results show that the emitter injection efficiency decreases due to an increase in the base ionization rate with increasing temperature. Meanwhile, the SiC/SiO2 interface states and the quality of the passivation layer will affect the surface recombination velocity, and make an obvious current gain fall-off at a high collector current.     

一款微波双极晶体管的设计和实现

对双极晶体管结构和关键性能参数进行了研究和设计,并进行了流片测试.介绍了器件工艺步骤及其采用的工艺结构.对器件的特征频率、Gummel曲线、发射极电子和空穴浓度、CE击穿特性模拟、β/Ic曲线等关键参数进行了模拟.模拟器件最高特征频率为10 GHz,流片测试最高特征频率为9.5 GHz.     

用于CMOS图像传感器的双极结型光栅晶体管特性的数值模拟与分析

提出一种用于CMOS图像传感器的新型光电检测器--双极结型光栅晶体管,并建立了其解析模型.基于0.6μm CMOS工艺参数的模拟结果表明双极结型光栅晶体管具有传统光栅晶体管的特性,但与传统光栅器件相比,随着入射光功率的增加,双极结型光栅晶体管的光电流密度呈指数式增长,且其蓝光响应特性得到改善.     

用于CMOS图像传感器的双极结型光栅晶体管特性的数值模拟与分析

提出一种用于CMOS图像传感器的新型光电检测器———双极结型光栅晶体管 ,并建立了其解析模型 .基于0 6 μmCMOS工艺参数的模拟结果表明双极结型光栅晶体管具有传统光栅晶体管的特性 ,但与传统光栅器件相比 ,随着入射光功率的增加 ,双极结型光栅晶体管的光电流密度呈指数式增长 ,且其蓝光响应特性得到改善 .     

一种新型SGOI SiGe异质结双极型晶体管

为了改善SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的电学特性和频率特性,设计了一种新型的SGOI SiGe HBT。在发射区引入了双轴张应变Si层。多晶Si与应变Si双层组合的发射区有利于提高器件的注入效率。利用Silvaco TCAD软件建立了二维器件结构模型,模拟了器件的工艺流程,并对器件的电学特性和频率特性进行了仿真分析。结果表明,与传统的SiGe HBT相比,新型SGOI SiGe HBT的电流增益β、特征频率fT等参数得到明显改善,在基区Ge组分均匀分布的情况下,β提高了29倍,fT提高了39.9%。     

4H-SiC双层浮结肖特基势垒二极管温度特性研究

为了增强器件高温条件下的适应性,对4H-SiC双层浮结肖特基势垒功率二极管的温度特性进行了研究.结果表明,当温度变化时,器件的阻断电压、通态电阻、反向漏电流及开关时间等电学性质均要发生一定的变化.作为一种基于浮结技术的sic新器件,通过数值模拟方法对其特征参数进行优化,可使其承载电流能力、阻断特性和开关速度等得到进一步...