中功率GaAs双极晶体管

用GaAs做双极晶体管时,它的某些材料参数优于硅和锗,另一个优点是可利用GaAlAs/GaAs异质结晶体管的宽禁带发射极原理。目前已制出这样的双极晶体管并进行了测试。最大振荡频率f_(MAG)=2.2GHz,截止频率f_T=2.7GHz,这表明了管子的高频适用能力。而发射极-集电极击穿电压V_(CBO)≥～100V;最大集电极电流I_(Cmax)～300mA,为大功率应用的标志,晶体管的工作温度范围为—269℃～+350℃。双异质结NpN晶体管消除了共发射极结构的Npn宽禁带发射极Ga_(0.7)Al_(0.3)As/GaAs晶体管0.2V的导通电压。此种NpN晶体管能双向工作并有类似的电流增益,这是由宽禁带发射极原理和发射极-基极、集电极-基极异质结的对称性所致。与Npn GaAs晶体管比较,NpN GaAs晶体管的存贮时间t_s约等于Npn晶体管的一半。     

自掩蔽结构的GaAs异质结双极型微波晶体管

本文提出了一种新型结构的Npn砷化镓双极型微波晶体管,该结构用一个两层的镓铝砷(Ga_(0.4)Al_(0.6)As/Ga_(0.7)Al_(0.3)As)来代替正常的单层作宽发射极用的镓铝砷(Ga_(0.7)Al_(0.3)As)。双发射极结构中的低铝(30％)层紧靠着基区,起宽发射极作用,保持了发射极异质结的良好匹配,并使管子的开启电压Von较小。高铝(60％)层和n~+GaAs顶层相配合,成为一个工艺上易控的选择性腐蚀系统,形成了自掩蔽结构。该结构使晶体管的结面减小,工艺简化,且取得良好的性能。     

砷化镓双异质结高速开关晶体管

本文描述了NpN GaAs双异质结双极型晶体管的设计和制作工艺。给出和分析了这种晶体管的直流特性和开关特性。饱和压降小、开关速度快、能双向运用是这种晶体管的三个主要特点,文章对三种GaAs开关晶体管的优缺点进行了对比和分析。分析的结果表明,对高速开关双极晶体管来说NpN-GaAs双异质结晶体管是最理想的。     

具有最小衬底电流的横向pnp GaAs双极晶体管

制造了注入铍确定发射区和集电区的横向pnp双极晶体管。注入期间,用SiO_2和光刻胶保护基区表面(1～2μm宽),以防止铍离子由此注入。退火期间出现的横向蔓延和扩散,减少了基区宽度,这可通过退火的温度和时间来调整。在n-GaAs有源层和衬底之间淀积一层n型Ga_(0.7)Al_(0.3)As层,铍离子穿透GaAs/GaAlAs界面,在发射区和集电区下面的GaAlAs层内形成了pn结。由于GaAlAs的禁带宽度较大,这就使通过寄生的发射极-衬底二极管的电流比通过GaAs pn结的电流降低了几个数量级。有效基区宽度为0.5μm的器件的共射极电流增益为10。     

In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下光致发光的对照研究

在77K,0—60kbar范围内对在同一衬底上生长的In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs和GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱的静压下的光致发光进行了对照研究。在GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As量子阱中同时观察到导带到轻重空穴子带的跃迁。而在In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs阱中只观察到导带到重空穴子带的跃迁。与GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As的情况相反,In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs 量子阱的光致发光峰的压力系数随阱宽的减小而增加。在压力大于48kbar时观察到多个与间接跃迁有关的发光峰,对此进行了简短的讨论。     

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)。     

(Ga,Al)As/GaAs及GaInAsP/InP激光器中的深能级

采用深能级瞬态谱技术(DLTS),测定了用水平液相外延法生长的四层结构Ga_(0.7)Al_(0.3)A_3/GaAs,Ga_(0.26)In_(0.74)As_(0.6) P_(0.4)/InP 宽接触及质子轰击条形双异质结激光器中的深能级,对于这些深能级所引起的激光器退化问题进行了初步研究和讨论.     

高电流增益的分子束外延双异质结双极晶体管

本文论述了分子束外延(MBE)生长的Al_(0.35)Ga_(0.65)As/GaAs双异质结双极型晶体管(DH BJT)的制造和试验。基区宽度为2000(?)和500(?)的器件,在集电极电流和基极电流变化范围大的情况下,其共发射极电流增益分别达到325和500左右。为获得这样高的电流增益,需采用足够高的铝克分子分数和双异质结结构,生长参数必须严格,最佳化且准确控制。这些电流增益与过去用分子束外延生长的基区厚度为500(?)的单异质结双极型晶体管的最好结果(电流增益为120)进行了比较。     

异质结双极晶体管概况

<正> 一、前言 1951年肖克莱提出了宽能带发射极原理,1957年由Kroemer详细地介绍了双极晶体管中采用宽能带发射区,从而提高注入效率和电流放大系数的理论。由于当时没有先进的工艺技术作基础,无法证实这种双极晶体管的优越性能。直到七十年代初,随着液相外延(LPE)技术的出现,对异质结晶体管的研制及其有关的研究工作才开始活跃起来。许多学者曾利用LPE技术制成了微波和光电应用的AlGaAs/GaAs异质结构的分立器件,并证明了异质结双极晶体管(HBT)的许多优点。随着对HBT的深入研究,发现它所要求的基区宽度很薄,要求     

国外异质结双极晶体管设计概况

本文介绍了以宽禁带发射极晶体管为重点的六种异质结双极晶体管(HBT)的一般设计原则。为说明这一原则还给出了一个高速开关HBT的设计实例。     

共腔双区激光器的外量子效率

推导了共腔双区激光器的外量子效率,计算了GaAs-Al_(0.3)Ga_(0.7)As DH共腔双区激光器的外量子效率与注入电流的关系.测量了GaAs一Al_(0.3)Ga_(0.7)As DH共腔双区波导激光器的外量子效率,实验结果和理论分析基本一致.     

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.     

用氧化镉(CdO)做宽发射区的磷化铟平面型扩散晶体管

本文提出了一种新型的异质结双极型晶体管.该管的收集区和基区由磷化铟材料做成.和硅平面晶体管类似,管子的基区采用一般的氧化层(Al_2O_3)掩蔽扩散工艺(在这里是锌扩散).而管子的发射区则采用溅射氧化镉簿层的方法形成,因而管子的结构是平面型的.氧化镉是一种宽禁带(Eg=2.3eV)的N型半导体.氧化镉和磷化铟组成了晶体管的宽发射极.本文介绍了制管工艺.给出并分析了晶体管的伏一安特性.初步结果是:晶体管共发射极电流增益h_f_a=10(I_C=50mA,V_(cr)=15V).发射极一收集极间的击穿电压BV_(CED)=30V.这种晶体管及其工艺为InGaASP/InP器件及其光电集成制作提供了一条可能的新途径.     

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     

低开启电压的InGaP/GaAsSb/GaAs双异质结晶体管

采用窄禁带宽度材料GaAsSb作为异质结晶体管的基区材料 ,成功研制出了能有效降低电路工作电压和功率损耗的低开启电压的NPNInGaP/GaAsSb/GaAs双异质结晶体管 (doubleheterojunctionbipolartransistor,DHBT) .器件性能如下 :BE结的正向开启电压 (turn onvoltage)仅为 0 73V ;当IB=1μA/step时 ,直流增益达到了 10 0 ,BVCEO=5～ 6V .通过对基区不同Sb含量器件的比较得到 ,器件的直流特性与基区Sb的含量有关.     

调制掺杂Al_xGa_(1-x)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应

本文在77 K下研究了调制掺杂 n-Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应.结果表明,掺 Cr GaAs衬底中Cr深能级上电子的激发和 Al_xGa_(1-x)As中DX中心的光离化都产生持久光电导.     

刻槽硅衬底上的GaAs/AlGaAs超晶格材料的微结构特性

用分子束外延在有刻槽的{001}硅衬底上生长了 GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As超晶格材料,利用横断面透射电子显微术对非平而异质结的生长行为和微观结构进行了观察.研究结果表明硅衬底上刻槽的几何形状对外延层的微缺陷特性及生长行为有一定影响,和Si{001}晶面相比,Si{113}可能是一个有利于生长半导体异质结的晶面.     

蓝紫光范围灵敏的GaAs/Ga_(0.55)Al_(0.45)As异质结光晶体管

本文在对异质结光晶体管的光电流注入进行理论分析的基础上,采用选择性腐蚀工艺,制出了在蓝紫光波段灵敏的GaAs/Ga_(0.55)Al_(0.45)As异质结光晶体管,其光谱响应范围为小于4000A到8800A.峰值响应波长为5500A.4000A处的相对响应约为30％,其绝对响应度优于 70μA/μW.     

用液相外延技术制备单异质结AlGaAs/InGaP红色发光LED

采用超冷技术的液相外延方法在 n-型GaAs 衬底上生长了高质量掺 Te 的 Al_(0.7)Ga_(0.3)As/掺 Mg 的 ln_(0.5)Ga_(0.5)P 单异质结发光二极管。详细地介绍了未掺杂及 Mg 和Zn 掺杂的 ln_(0.5)Ga_(0.5)P 层的生长条件和特性。当 Mg 掺杂层中的空穴浓度为1×10~(18)cm~(-3)时光致发光强度最高。用电子束诱导电流,电流—电压测量,电致发光,光输出功率和外量子效率等评价了用异质结制备的二极管的特性。适当地控制 Mg 掺杂 ln_(0.5)Ga_(0.5)P 有源层的空穴浓度和 Te 掺杂 Al_(0.7)Ga_(0.3)As 窗口层的电子浓度,可使 p—n 结准确地定位在金属结上,p—n 结的定位由电子束诱导电流技术测量。通过电流—电压测量,获得了理想系数为1.65的1.5V 正向导通电压和高于20V 的击穿电压。在20mA 时, 发射峰值波长和电致发光光谱峰值和半最大值时的全宽度分别为6650和250(?)。用100mA DC 驱动时,未封装二极管的光输出功率达150μW,外量子效率为0.085％-0.10％。     

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。