双异质结NpN GaAlAs/GaAs双极晶体管

已经研制出双异质结NpN Ga_(0.7)Al_(0.3)As/GaAs/Ga_(0.7)Al_(0.3)As双极晶体管并进行了测试,为了形成NpN双异质结,除了一个宽禁带发射极之外,又引进了一个宽禁带集电极,NpN双异质结晶体管与双极晶体管一样,能双向工作。I/V测试表明:双异质结晶体管消除了正常情况下(共发射极)的Npn宽禁带发射极GaAs/Ga_(0.7)Al_(0.3)As晶体管0.2V的导通电压。与Npn GaAs晶体管比较,晶体管的存贮时间t_s约等于NpN GaAs晶体管的一半。     

技术动态

<正> 日本电气试制了截止频率f_T为45GHz的Al_(0.25)Ga_(0.75)As/GaAs HBT(异质结双极晶体管)。该HBT的两条发射极(尺寸3×3μm~2)夹住中间的一条基极。这种结构与过去的把发射极放在中间,两边配上基极的HBT相比,集电极-基极电容C_(BC)大约只有原来的1/2,因此提高了f_T。该HBT的电流放大系数h_(FE)=20,跨导g_m=5000mS/mm。在V_(CE)=2.6V,I_C=27.3mA时,获得f_T为45GHz。最大振荡频率f_(max)是18.5GHz(V_(CE)=4V,I_C=18mA)。王令译自“日经电子学”(日),No.409,p.56,1986     

f_T为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管

报道了具有最高单位电流增益截止频率(f_T)的Si异质结双极晶体管(HBT)的制作。器件的f_T值达75GHz,集电极-基极偏压1V,本征基区层电阻(R_(bi))17kΩ/□,发射极宽0.9μm。该器件用SiGe作基底材料,采用多发射极双极工艺制作,其75GHz的性能指标几乎比Si双极晶体管的速度提高一倍。45nm基区中的Ge是缓变的,这样就产生了约为20kV/cm的漂移电场,因而本征渡越时间仅为1.9ps。     

GaAlAs/GaAs宽禁带发射极异质结微波双极型晶体管的设计制造和性能

本文比较详细地叙述了GaAlAs/GaAs宽禁带发射极异质结微波双极型晶体管的设计原理、制作工艺和实验结果。在叙述原理时着重于与Si微波功率管的对比,并将实验结果和理论值进行了对比和分析,指出了进一步改进高频性能的途径。已经得到的初步实验结果为:击穿电压BV_(ceo)=80V,l_(cmax)=200mA(发射结面积为A_B=2×10~(-4)cm~2),电流增益h(fe)=20～300,最大振荡频率f_(max)=1.2GHz,特征频率f_T=2.0GHz(V_(ce)=20V,I_c=20mA),实测到的温度-电流增益h_(fe)曲线说明晶体管的工作温度可高达350℃。     

截止频率为45GHz的新颖电极结构的自对准HBT设计、制作和表征

文章采用二维异质结构器件模拟程序和异质结双极晶体管电路模拟程序,对新近提出的自对准AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的设计、制作和模拟制定了系统的研究方法。所研制的HBT有一突变的发射极-基极异质结,并且采用一种新颖结构——在两个发射极电极之间夹入一个基极电极。对已制成的3×8μm~2双发射极HBT进行了测量,其电流增益截止频率f_T=45GHz,最高振荡频率f_(max)=18.5GHz。分频器电路模拟结果指出,研制成的HBT的速度是两个基极电极之间夹入一个发射极电极的普通HBT的1.4倍。     

InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管技术研究

介绍了InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT)材料生长、器件结构与设计、制作工艺和性能测试以及在振荡器中的应用等方面的研究.采用发射极-基极自对准工艺制作了InP/InGaAs/InP DHBT器件,发射极尺寸为1.5μm×10μm的器件小电流直流增益β约25,集电极-发射极击穿电压BVCEO≥10V,截止频率,ft和最高振荡频率,fmax分别为50和55GHz;     

InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管技术研究

介绍了InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT)材料生长、器件结构与设计、制作工艺和性能测试以及在振荡器中的应用等方面的研究.采用发射极-基极自对准工艺制作了InP/InGaAs/InP DHBT器件,发射极尺寸为1.5μm×10μm的器件小电流直流增益β约25,集电极-发射极击穿电压BVCEO≥10V,截止频率,ft和最高振荡频率,fmax分别为50和55GHz;     

低偏置电压工作的自对准InGaP/GaAs功率异质结双极晶体管

介绍L波段、低偏置电压下工作的自对准InGaP/GaAs功率异质结双极晶体管的研制.在晶体管制作过程中采用了发射极-基极金属自对准、空气桥以及减薄等工艺改善其功率特性.功率测试结果显示:当器件工作在AB类,工作频率为2GHz,集电极偏置电压仅为3V时,尺寸为2×(3μm×15μm)×12的功率管获得了最大输出功率为23dBm,最大功率附加效率为45%,线性增益为10dB的良好性能.     

fT为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管

报道了具有最高单位电流增益截止频率（fT)的Si异质结双极晶体管（HBT）的制作，器件的fT值达75GHz，集电极－基极偏压1V，本征基区层电阻（Rbi)17kΩ/□，发射极宽0．9um，该器件用SiGe作基底材料，采用多发射极双极工艺制作，其75GHZ的性能指标几乎比Si双极晶体管的速度提高一倍，45nm基区中的Ge是缓变的，这样就产生了约为20kV/cm的漂移电场，因而本征渡越时间仅为1．9ps。     

新型二维电子气Si/N~+α-Si:H异质结双极型晶体管

<正> 本文报道一种新型二维电子气异质结双极型晶体管(2DEG HBT)的实验结果。所谓2DEG HBT指的是采用宽禁带发射极材料的异质结双极型晶体管(HBT),由于发射结导带差等原因在异质结界面处形成二维电子气层,从而降低了对异质结界面态的要求,实现使用常规工艺来制作宽禁带发射极异质结晶体管。目前这一工作主要在硅材料上进行,利用重掺杂N型氢化非晶硅(N~+a-Si:H)作宽禁带发射极材料,在单晶硅上制作2DEG HBT。实验样管电流增益h_(FE)=120(V_(CE)5V,I_C=80mA),基区电阻5kΩ/□,表面浓度1.8×10~(18)cm~(-3)。     

用分子束外延法制作的双异质结GaAs/Al_xGa_(1-x)As双极晶体管

制作并试验了用分子束外延法生长的双异质结AlGaAs/GaAs双结晶体管(DHBJT)。掺入缓变基极-集电极结改进了DHBJT的dc特性,它优于用突变基极-集电极结所获得的特性。采用缓变集电极和发射极结以及基区宽度为0.05、0.2和0.1μm分别获得最大电流增益为500、900和1650,从0.1μm基区宽度到0.05μm基区宽度的电流增益下降是由于采用高基区掺杂浓度使电子寿命降低引起的。1650值可以与用液相外延法生长的HBJT所获得的电流增益相媲美,它是用MBE生长的HBJT获得的最佳值。业已发现共发射极晶体管的导通电压与集电极和发射极结导通电压之差相对应。用700℃(作为最佳温度)高集电极生长温度改进了dc特性,具有超晶格界面的DHBJT的初步结果表明,在集电极电流电平的较宽范围内电流增益几乎是不变的。     

GaAs/GaAlAs异质结双极型微波晶体管的研制和性能

本文介绍了砷化镓-镓铝砷Npn异质结双极型晶体管的设计原理.分析了该管在高频特性、开关特性、温度特性方面超过Si平面管的潜在优越性.叙述了制管工艺与直流、高频和温度特性等实验结果.给出了一个细线条结构的Npn GaAs晶体管作为进一步考察高频和噪声性能的实例.理论计算表明:该管的最大振荡频率f_(max)可高达88GHz,在12GHz下的噪声系数为1.2dB.讨论了NpnGaAs平面晶体管和倒置晶体管的结构及其优点.最后比较了GaAs双极型管和GaAs MESFET的优缺点.     

最高振荡频率f_(max)≥40GHz的异质结双极晶体管

据报导,日本电电通讯研究所试制成一种f_(max)可达40GHz以上的异质结双极晶体管.这种双极晶体管的结构是:采用分子束外延法形成5层结构,即n~+GaAs-NAlGaAs-P~+GaAs-nGaAs-n~+GaAs.形成这5层之后,进行Si_3N_4掩模,并通过腐蚀露出P~+GaAs的表面,再形成基区电极.接着,通过腐蚀电极金属,露出发射极,并形成发射极和集电极.器件的电流增益为20dB,高频特性的测量结果是:f_(max)=14GHz,通过改善发射极电阻,f_(max)可以达到40GHz以上.     

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。     

A 162GHz Self-Aligned InP/InGaAs Heterojunction Bipolar Transistor

报道了发射极自对准的InP基异质结双极型晶体管.在集电极电流Ic=34.2mA的条件下,发射极面积为0.8μm×12μm的InP HBT截止频率fT为162GHz,最大振荡频率fmax为52GHz,最大直流增益为120,偏移电压为0.10V,击穿电压BVCEO达到3.8V(Ic=0.1μA).这种器件非常适合在高速低功耗方面的应用,例如OEIC接收机以及模拟数字转换器.     

162GHz自对准InP/InGaAs异质结双极型晶体管

报道了发射极自对准的InP基异质结双极型晶体管.在集电极电流Ic=34.2mA的条件下,发射极面积为0.8μm×12μm的InP HBT截止频率fT为162GHz,最大振荡频率fmax为52GHz,最大直流增益为120,偏移电压为0.10V,击穿电压BVCEO达到3.8V(Ic=0.1μA).这种器件非常适合在高速低功耗方面的应用,例如OEIC接收机以及模拟数字转换器.     

用分子束外延生长的电流增益为1650的Al_xGa_(1-x)As/GaAs双异质结双极晶体管

制造并测试了用分子束外延(MBE)生长的AlGaAs/GaAs双异质结双极型晶体管(DHBJT)。在较宽的集电极电流范围内,基极厚度为0.2μm和0.1μm的器件,共发射极电流增益分别高达325和1650。为了获得这样高的电流增益,需要最佳化的和受控制的生长条件。这些高电流增益,与以前用分子束外延生长的晶体管所得到的最好值120相比,使异质结双极晶体管更有希望应用于低功率高速逻辑线路中。     

高截止频率异质结双极晶体管的研制

本文介绍了研制异质结双极晶体管(HBT)的工艺过程。使用MOCVD生长的GaAlAs/GaAs多层结构外延材料,采用离子注入隔离和湿法腐蚀技术,实现基极与发射极台面自对准工艺,研制出截止频率为22GHz的HBT。     

73GHz磷掺杂多晶硅发射极自对准SiGe基区双极晶体管

报道了一种用来制作自对准SiGe基区异质结双极晶体管降低热处理周期的磷发射极工艺。短的热处理周期导致极窄的基区宽度,并维持轻掺杂的隔离层不消失,这种隔离层是为了提高击穿特性而制作在发射极-基极和基极-集电极内的。已获得了35nm基区宽度的晶体管,其发射极-基极反向漏电小,峰值截止频率为73GHz,本征基区薄层电阻为16kΩ/□。用这些器件获得的最小NTL和ECL门延时分别为28和34ps。     

特高频放大器用的AlGaAs/GaAs异质结弹道双极晶体管

本文介绍利用异质结注入和GaAs中电子弹道运动的AlGaAs/GaAs异质结弹道双极晶体管(简称BBT)的理论和设计。指出并讨论了成功地实现这种新型特高频(EHF)三端固体器件的主要因素。我们首次提出,发射结的理想结构要有适当的铝浓度及适当的掺杂剖面分布,并且首次提出“倒置”异质结双极器件的结构。所提出的倒置BBT结构的优点是减小基极电流和减小具有重大影响的发射极-基极电容。这种新型器件的性能使三端固体器件成为首先实现特高频范围(60GHz以上)放大和GaAs千兆赫比特逻辑组件方面十分引人注意的候选者。我们相信,BBT在模拟和数数字MMIC、M~3IC方面应用是一种有极大希望的新型三端器件。