硅低温双极晶体管的数值模拟

本文讨论了有关低温双极器件模拟物理参数的低温模型和各种低温物理效应,确立了适用于低温双极器件模拟的数值分析方法,建立了适用于77-300K温度范围内硅双极器件模拟程序,最后模拟分析了一典型结构品体管的常温和低温时的工作特性。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备：I.优化设计理论

本文研究了硅双极晶体管电流增益和截止频率的低温物理特性，提出了电流增益在低温下将随发射区杂质浓度的下降和基区杂质浓度的上升而上升的新理论，得出了低温下硅中浅能级杂质将起有效陷阱作用的新结论。在上述基础上，本文对发射区、基区和收集区的掺杂分布进行了优化设计，这将成为获得高性能硅低温双极晶体管的重要设计依据和理论基础。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备─—I．优化设计理论

本文研究了硅双极晶体管电流增益和截止频率的低温物理特性，提出了电流增益在低温下将随发射区杂质浓度的下降和基区杂质浓度的上升而上升的新理论，得出了低温下硅中浅能级杂质将起有效陷阱作用的新结论。在上述基础上，本文对发射区、基区和收集区的掺杂分布进行了优化设计，这将成为获得高性能硅低温双极晶体管的重要设计依据和理论基础。     

一种高性能的低温硅双极晶体管

本文设计并研制出在液氮温度下，ｈＦＥ≈３００；在１０Ｋ下，ｈＦＥ＝２１．６的高性能硅双极晶体管，此值优于文献报导的水平，测量了该器件在７７Ｋ的Ｉｃ，ＩＢ－ＶＢＥ特性和ｈＦＥ－１／Ｔ特性，并对这些曲线的解释进行了新的理论探讨。     

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。     

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．     

硅双极晶体管1／f噪声的物理机制

在低频下,1/f噪声是硅双极晶体管的主要噪声。到目前为止,一般认为,1/f噪声有二种来源:表面态的存在和体内自由载流子迁移率的涨落。这两种1/f噪声有不同的表现形式。目前还没有统一的模型来描述1/f噪声,这是由于对1/f噪声的物理机理还没有一个完整、统一的理论。本文对已见发表的1/f噪声主要研究结果作了评述。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备：II结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（ＨＦＥ可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

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。     

低温硅双极晶体管电流增益研究

着重分析了多晶硅发射极对提高电流增益的作用和低温下集电区中性杂质碰撞电离引起的电流倍增效应，导出多晶硅发射极晶体管电流增益的表达式，很好地解释了实验结果。     

低温硅双极晶体管的研制与特性分析

采用多晶硅电极接触三区（发射区、基区、集电区）低掺杂同质结结构，已研制出电流增益在７７ＫｈＦＥ＝２２０—２９７；在６．２ＫｈＦＥ＝１２．３；在１０ＫｈＦＥ＝２１．７，β＝４２的低温双极晶体管．本文还用隧穿机理推导出ｈＦＥ（Ｔ）的新的表示式，很好地解释了这种器件的ｈＦＥ温度特性、Ｇｕｍｍｅｌ特性和ｈＦＥ－Ｉｃ特性．     

低温高注入硅双极晶体管电流增益和特征频率的定量模拟

本文定量地模拟了硅双极晶体管电流增益和特征频率与集电极电流在77K和300K时的关系，计算结果与实验相吻合．结果表明在77K时，电流增益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，特征频率在300K时主要由基区渡越时间决定，而在77K时，由于发射区禁带变窄效应非常明显，以至于发射区少于存贮时间可能成为主要因素．低温下特征频率蜕变的主要原因是禁带变窄效应，而不是低温浅能级杂质陷阱效应．     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备──Ⅱ结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（Ｈ＿（ＦＥ）可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

低温低频低噪声双极晶体管

对双极晶体管的低温效应和低温低频噪声特性进行了研究。明确了双极晶体管的电流增益和低频噪声随温度的变化规律。指出低温双极晶体管获得最小噪声电压的途径。     

低温硅双极晶体管基区优化设计

常规双极晶体管在７７Ｋ下电流增益和频率性能都严重退化。本文首先分析了低温双极晶体管基区Ｇｕｍｍｅｌ数，基区方块电阻，渡越时间和穿通电压等参数与温度及基区掺杂的关系，然后讨论了低温双极器件基区的优化设计问题。     

双极型压控晶体管直流特性的数值模拟

本文采用数值计算和解析分析相结合的方法,建立了新型功率半导体器件－－有型压控晶体管（ＢＪＭＯＳＦＥＴ）电流－电压特性的数值分析模型;运用Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ数学分析软件,模拟得出ＢＪＭＯＳＦＥＴ电压转移特性曲线和电压输出特性曲线;得出的结果说明在相同的器件结构尺寸和工作情况下,与功率ＭＯＳ晶体管相比,导通电压略有增加,但电流容量增加较大。     

低温大注入多晶硅发射极硅双极晶体管电流增益的定量模拟

已有的理论和实验都已证明，多晶硅发射极硅双极晶体管适合于低温工作，但至今为止，其完整的大注入时电流增益的理论分析还不成熟，特别是进行定量的计算。本文定量地模拟了低温７７Ｋ和常温３００Ｋ下多晶硅发射极硅双极晶体管电流增益与集电极电流密度的关系，并且分析了低温和常温下决定该晶体管电流增益大注入效应的主要物理效应。     

新型微波器件——异质结双极晶体管

主要叙述各种材料异质结双极晶体管的结构，特点及其应用情况。