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.     

功率SiGe/Si HBT的温度特性

测量了Si/SiGe HBT在23~260℃温度范围内的Gummel图、理想因子n、不同基极电流下的发射结电压VBE、电流增益β、共发射极输出特性,以及Early电压VA的变化情况。结果表明,随电流和温度的增加,β减少,VBE随温度的变化率dVBE/dT小于同质结Si BJT。在高集电极-发射极电压和大电流下,在输出特性曲线上观察到了负微分电阻(NDR)特性。结果还显示,电流增益-Early电压积与温度的倒数(1/T)呈线性关系,这对模拟电路应用是很重要和有用的。     

基区重掺杂对SiGe HBT热学性能的影响

相对于同质结晶体管,异质结双极晶体管(HBT)由于异质结的存在,电流增益不再主要由发射区和基区掺杂浓度比来决定,因此可以通过增加基区掺杂浓度来降低基区电阻,提高频率响应,降低噪声系数,但基区掺杂浓度对器件热特性影响的研究却很少。以多指SiGeHBT的热电反馈模型为基础,利用自洽迭代法分析了基区重掺杂对器件集电极电流密度和发射极指温度的影响。通过研究发现,随着基区浓度的增加,SiGe HBT将发生禁带宽度变窄,基区反向注入发射区的空穴电流增大;同时,基区少子俄歇复合增强,这些都将减小集电极电流密度,降低发射极指温度,从而抑制发射极指热电正反馈,提高器件的热稳定性。     

6H-SiC基混合肖特基/PiN二极管反向恢复及少子特性研究北大核心CSCD

反向恢复特性是衡量混合肖特基/PiN(MPS)二极管开关性能最重要的参数之一。本文对6H-SiC基MPS二极管结构参数与反向恢复峰值电流、反向恢复电压之间的关系进行了数值模拟仿真,分析了器件关断过程中过剩少数载流子分布,以此就6HSiC基MPS器件结构参数对反向恢复特性的影响进行了研究。结果表明:结构参数P+区结深、P+区掺杂浓度的增加,或肖特基区占比的减小,均会引起反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压的增大。究其根本,是器件结构参数改变引起了漂移区下少数载流子发生产生、复合、抽运等一系列变化。综合考虑反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压与软恢复特性,得出6H-SiC基MPS最佳优化参数:P+结深为3.8~4.0μm,肖特基区的占比为48%~56%,P+掺杂浓度为5.0×1018/cm3。     

4H-SiC npn BJT特性研究

基于二维器件仿真软件Medici对4H-SiC双极型晶体管(BJT)进行了建模,包括能带模型、能带窄变模型、迁移率模型、产生复合模型和不完全电离模型,为4H-SiC的工艺与器件提供了设计平台.在此基础上对4H-SiC BJT器件进行了模拟研究.结果显示,器件基极电流I_B=1μA/μm时发射极电流增益β为32.4,击穿电压BV_CEO大于800V,截止频率f_T接近1GHZ.     

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。     

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。     

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。     

双外延基区4H-SiC BJTs的高温特性研究

基于4H-SiC的材料特性及双外延基区BJTs的工作原理,依据漂移扩散及复合理论,求解在考虑4种复合机制下的双极晶体管直流增益,并通过二维仿真模型对其在高温条件下的工作特性进行了计算分析。结果表明,随着温度的升高,基区离化率的增加会导致发射极注入效率下降,从而降低器件的直流增益。同时,SiC/SiO2 界面态及钝化层的质量会影响器件的表面复合速度,从而造成大电流下直流增益的显著下降。     

Si/SiGe/Si双异质结晶体管(HBT)的负阻特性

同质结硅双极晶体管在共射极状态下工作中,在高集电极--发射极电压、大电流下,由于热电正反馈,容易发生热击穿,这限制了晶体管的安全工作区域.本文报道了在大电流下,由于热电负反馈,重掺杂基区Si/SiGe/HBT出现了负阻特性,并对这一现象进行了新的解释,认为这是由于大电流下耗散功率增加,基区俄歇复合导致电流增益随温度增加而减小的结果.这一现象有利于改善大电流下双极晶体管的抗烧毁能力,证明Si/SiGe/HBT适于大功率应用.