可用于InP-I~2L集成电路的平面扩散型InP异质结双极型晶体管

本文提出了一个新结构的平面磷化铟异质结双极型晶体管(InP-HBT).这个管子的发射区是用无定型氧化镉(CdO)做的,基区采用锌(Zn)扩散工艺,收集区则采用浓度较高(5×10~(17)cm~(-3)InP.测试结果表明,该管能够双向工作.正向工作时的电流增益H_(fed)=25(3V,1mA),反向工作的电流增益h_(fen)=8(3V,1mA),文章还提出了利用这种管子做开关管的InP-I~2L.     

Si/a-Si:H异质结微波双极型晶体管实验研究

本文首次报道采用重掺杂的氢化非晶硅(n~+a-Si∶H)作发射极的硅微波双极型晶体管的制备和特性.该器件内基区方块电阻2kΩ/□,基区宽度0.1μm,共发射极最大电流增益21(V_(cB)=6V,I_c=15mA),发射极Gummel数G_B值已达1.4×10~(14)Scm~(-4).由S参数测得电流增益截止频率f_s=5.5GHz,最大振荡频率f_(max)=7.5GHz.在迄今有关Si/a-Si HBT的报道中,这是首次报道可工作于微波领域里的非晶硅发射极异质结晶体管.     

平面型磷化铟双极型晶体管

<正>本文提出并制成一种平面型InP双极型晶体管.其基区采用Zn扩散,发射区采用Si离子注入,结果表明晶体管的共发射极电流增益h_(FE)=20,器件可在很小电流下工作(I_C=1μA,h_(FE)=5).由于器件结构和工艺类似Si平面晶体管,预计它可广泛应用于InP高速电路和光电单片集成电路.     

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)。     

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。     

用氧化镉(CdO)为发射区的InGaAsP/InP双异质结晶体管

本文提出和研制了一个新型的InGaAsP/InP双极型晶体管.在单片集成电路中它能与1.55μmInGaAsP/InP双异质结激光器共容而组成一个晶体管-激光器器件.该晶体管的主要特点是采用氧化镉(CdO)薄层作为器件发射区,由InP组成收集区而形成NpN双异质结晶体管.测量结果表明晶体管能双向工作,测得的正向共发射极电流增益为40(V_(CE)=5V,Ic=1mA),反向增益为8(V_(CE)=1.5V,Ic=100μA).文中还给出了h_(fe)—I_c特性和晶体管CdO-InGaAsP发射结的伏安特性.     

基于SiC的NPN双极型晶体管设计

利用高禁带宽度的SiC材料,设计了一种基于SiC的NPN双极型晶体管,该晶体管采用多层缓变掺杂基区结构实现。在完成晶体管结构设计基础上,仿真分析了晶体管的直流电流增益、击穿特性以及频率特性。在工艺方面,设计完成了晶体管制备工艺流程与版图。仿真结果表明,SiC双极型晶体管具有击穿电压高(BV_(CEO)=900 V)、特征频率高(f_T=5 GHz),晶体管增益适中(β=33)等特点。     

面向100 GHz+数模混合电路的0.5 μm InP DHBT工艺（英文）

报道了一种高性能的3英寸磷化铟双异质结双极型晶体管工艺.发射极尺寸为0.5μm×5μm的磷化铟双异质结双极型晶体管,电流增益截止频率以及最高振荡频率分别达到350 GHz以及532 GHz,击穿电压4.8 V.基于该工艺研制了114 GHz静态分频器以及170 GHz动态分频器两款工艺验证电路,这两款电路的工作频率均处于国内领先水平.     

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。     

AlGaAs/GaAs HBT的设计研究

利用BIPOLE计算机程序,评价了具有不同版图、不同掺杂分布和不同层厚的AlGaAs/GaAs HBT的频率性能,研究了HBT的最佳化设计,并比较了HBT和多晶硅发射极晶体管的大电流性能。研究表明,对发射极条宽S_E<3μm的HBT来说,在电流密度小于1×10~5A/cm~2时,并未发现电流集聚效应,由最高f_T确定的HBT电流处理容量要比多晶硅发射极晶体管的大两倍多。对基区掺杂为1×10~(19)cm~(-3)的典型工艺n-p-n型AlGaAs/GaAs HBT,已获得了一个最佳化的最高振荡频率f_(mos(?))的方程式:f_(mosc)=337(W_(Bop)/S_E)~(1/2)GHz,式中,W_(Bop)是最佳基区宽度,S_E是发射极条宽,二者都以微米为单位。     

面向100GHz+数模混合电路的0.5μm InP DHBT工艺

本文报道了一种高性能的3英寸磷化铟双异质结双极型晶体管工艺。发射极尺寸为0.5×5μm2的磷化铟双异质结双极型晶体管,电流增益截止频率以及最高振荡频率分别达到350GHz以及532GHz,击穿电压4.8V。基于该工艺研制了114GHz静态分频器以及170GHz动态分频器两款工艺验证电路,这两款电路的工作频率处于国内领先水平。     

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。     

异质结双极型晶体管的能带设计

化合物半导体的液相外延技术,特别是近年来分子束外延(MBE)和金属有机化合物化学气相渡积(MOCVD)技术的进展,为半导体新器件的发展提供了良好的工艺基础.本文分析和讨论了在上述工艺基础上双极型晶体管的能带设计.其中包括宽发射极、宽收集极和能带宽度的设计.讨论了异质发射结附近能带尖峰和基区中速度过冲之间的联系与设计要点.提出了Auger晶体管的概念以及在工艺上如何实现的具体结构.文章最后以微波低噪声双极型晶体营为例,给出了一个具体的能带设计图.     

超高速双层多晶硅发射极晶体管及电路

报道了双层多晶硅发射极超高速晶体管及电路的工艺研究 .这种结构是在单层多晶硅发射极晶体管工艺基础上进行了多项改进 ,主要集中在第一层多晶硅的垂直刻蚀和基区、发射区之间的氧化硅、氮化硅复合介质的 L型侧墙形成技术方面 ,它有效地减小了器件的基区面积 .测试结果表明 ,晶体管有良好的交直流特性 .在发射区面积为 3μm× 8μm时 ,晶体管的截止频率为 6 .1GHz.19级环振平均门延迟小于 40 ps,硅微波静态二分频器的工作频率为 3.2 GHz     

准平面型InAlAs/InGaAs异质结双极晶体管和单片集成激光器驱动电路

提出和制作了准平面型InAlAs/InGaAs异质结双极晶体管。该管主要采用硅离子注入法在半绝缘磷化铟衬底中形成隐埋型集电区以代替台面型集电区。晶体管的实测结果如下:h_(fe)=100,f_T=10GHz(V_(CE)=3V,I_c=10mA)。作为单片光电集成方面的实例,研制成功了由三个InGaAs/InAlAsHBT和一个电阻组成的激光器驱动电路,其电流调制速率高达4Gbit/s。     

硅超高频功率晶体管的实际性能极限

本文讨论由于实际基区层的扩散问题与在比较大的面积上可得到的光刻分辨率所产生的对功率晶体管性能的极限。图1表示一个典型的几何结构,其中L_e是发射极条的半宽度,两发射极之间的距离为2L_e,总的发射极周长为L_p。发射极面积为A_e=L_eL_p,集电极面积为A_c=2L_eL_p。发射极平面的基区层的薄层电阻为R_s,由I_n所表示的载流子的渡越时间为τ,它与截止频率f=1/2πτ相对应,而集电极电阻率由集电极体击穿电压V_B来描述。我们将考虑增益、功率输出和阻抗与上述参数有什么关系,以及如何估计用现有工艺所能得到的性能。     

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℃。     

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。     

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。     

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.