机电部十三所用MOCVD GaAlAs/GaAs材料做出HBT

<正> 利用宽禁带发射极高注入效率的异质结双极晶体管(HBT),可同时提高基区掺杂、降低发射区掺杂,从而降低基区电阻和基极-发射极结电容。由于HBT在高频高速运用中具有极大潜力,使HBT的研究成为国际上的一个活跃课题。该器件要求精确控制极薄的多层外延结构材料的组分和掺杂浓度、以及精细的器件横向尺寸,从而在工艺上具有相当的难度。机电部十三所于1988年十月在国内首次使用MOCVD生长的GaAlAs/GaAs异质结多层结构材料,成功地研制出HBT。其材料结构为:衬底:N~+-GaAs;     

超高压SiGe HBT器件结构及制作工艺研究

介绍了一种超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的器件结构及制作工艺。该器件增大了N型赝埋层到有源区的距离,采用厚帽层锗硅基区及低浓度发射区的制作工艺,以提高SiGe HBT的击穿电压;在基区和发射区之间利用快速热处理提高工艺稳定性,并使HBT的电流增益(β)恢复到原来水平,以弥补厚帽层锗硅基区及低发射区浓度造成的电流增益降低。基区断开时,发射区到集电区的击穿电压(BVCEO)提高至10V,晶体管特征频率达到20GHz。     

新型恒压控制型负阻HBT的研制进展

研究了HBT产生负阻的可能机制,通过对材料结构和器件结构的特殊设计,采用常规台面HBT工艺,先后研制出3类高电流峰谷比的恒压控制型负阻HBT.超薄基区HBT的负阻特性是由超薄基区串联电阻压降调制效应造成的,在GaAs基InGaP/GaAs和AlGaAs/GaAs体系DHBT中均得到了验证.双基区和电阻栅型负阻HBT均为复合型负阻器件.双基区负阻HBT通过刻断基区,电阻栅负阻HBT通过在集电区制作基极金属形成集电区反型层,构成纵向npn与横向pnp的复合结构,由反馈结构(pnp)的集电极电流来控制主结构(npn)的基极电流从而产生负阻特性.3类负阻HBT与常规HBT在结构和工艺上兼容,兼具HBT的高速高频特性和负阻器件的双稳、自锁、节省器件的优点.     

毫米波掺碳基区AlGaAs/GaAs HBT

<正> 最近Ford微电子公司采用低压MOVPE技术以碳作为基区层掺杂剂制作了具有毫米波性能的HBT。采用重掺杂碳的基区层,既能降低基区电阻,又能维持高发射极注入效率所需的突变的受主分布。HBT所需外延层是用多片低压MOVPE系统生长的,碳掺杂源为四氯化碳,重掺杂基区的载流子浓度高达1×10~(20)cm~(-3),霍耳迁移率为65cm~2/V·s。器件用自对准技术制成,尺寸为1.5μm×8.5μm,所用工艺有:化学台面腐蚀、H_2~+离子注入隔     

TiSi2在微波低噪声SiGe HBT中的应用

通过在SiGe HBT外基区和多晶发射极上制作TiSi2,从而使器件的高频噪声系数得到进一步降低.以PD=200mW的SiGe HBT为例,采用TiSi2工艺的噪声系数典型值为F=1.6dB@1.1GHz,明显低于无TiSi2工艺SiGe HBT的2.0dB@1.1GHz,且频率越高,二者差别越大.     

HPT型Ge量子点红外探测器

异质结光敏晶体管(HPT)是一种具有内部电流增益的光电探测器,且与异质结双极晶体管(HBT)的制作工艺完全兼容.利用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)方法在HBT晶体管的基区和集电区间加入多层Ge量子点材料作为光吸收区.TEM和DCXRD测试结果表明,生长的多层Ge量子点材料具有良好的晶体质量.为了提高HPT的发射...     

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。     

基区设计对InGaP/GaAs HBT热稳定性的影响

研究了不同基区设计对多发射极指结构功率InGaP/GaAs异质结双极型晶体管热稳定性的影响。以发生电流增益崩塌的临界功率密度为热稳定性判定标准,推导了热电反馈系数Φ、集电极电流理想因子η和热阻Rth与基区掺杂浓度NB、基区厚度dB的理论公式。基于TCAD虚拟实验,观测了不同基区掺杂浓度和不同基区厚度分别对InGaP/GaAs HBT热稳定性的影响。结合理论公式,对仿真实验曲线进行了分析。结果表明,基区设计参数对热稳定性有明显的影响,其影响规律不是单调变化的。通过基区外延层参数的优化设计,可以改进多指HBT器件的热稳定性,从而为多指InGaP/GaAs HBT热稳定性设计提供了一个新的途径。     

InGaP/GaAs HBT器件的制备及其特性

采用在发射区台面腐蚀时保留InGaP钝化层和去除InGaP钝化层的方法制备了两种InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)器件,研究了InGaP钝化层对HBT器件基区表面电流复合以及器件直流和射频微波特性的影响.对制备的两种器件进行了对比测试后得到:保留InGaP钝化层的HBT器件最大直流增益(β)为130,最高振荡频率(fmax)大于53 GHz,功率附加效率达到61％,线性功率增益为23 dB;而去除InGaP钝化层的器件最大β为50,fnax大于43 GHz,功率附加效率为57％,线性功率增益为18 dB.测试结果表明,InGaP钝化层作为一种耗尽型的钝化层能有效抑制基区表面电流的复合,提高器件直流增益,改善器件的射频微波特性.     

自对准AlGaAs/GaAs准弹道异质结双极晶体管(B-HBT)

<正>HBT由于采用了宽禁带发射区,充分利用了EB异质结能带的特点,使器件同时具有高的基区掺杂浓度和注入效率,并且,击穿电压高,势垒电容小,因而,适用于超高速数字电路.准弹道HBT在上述基础上又利用了电子在基区内的准弹道渡越性质,使器件的频率特性进一步改善,因而,特别适合于微波及毫米波应用.自对准工艺的实现,可充分降低外基区电阻与集电结电容,充分发挥了HBT的微波与高速性能.     

一种采用BiCMOS工艺的SiGe HBT基区生长方法

为抑制SiGeHBT基区生长过程中岛状物生成,降低位错密度,基于渐变温度控制方法和图形外延技术,结合BiCMOS工艺,研发了在Si衬底上制备高质量Si1-xGex基区的外延生长方法。通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线双晶衍射(XRD)测试,显示所生长的Si1,Gex基区表面粗糙度为0.45nm,穿透位错密度是0.3×103～1.2×103cm-2。,在窗口边界与基区表面未发现位错堆积与岛状物。结果表明,该方法适宜生长高质量的SiGeHBT基区,可望应用于SiGeBiCMOS工艺中HBT的制备。     

InP/GaAsSb/InP双异质结双极晶体管技术发展现状(Ⅱ)

5 制作工艺和优化 Ⅱ型InP DHBT的工艺流程与传统Ⅰ型InP HBT和DHBT工艺基本相同,一般沿用传统的三台面工艺,所不同之处主要是基区材料不同而导致湿法腐蚀和工艺细节变化,此外,由于Ⅱ型DHBT集电区全部采用InP材料,从而减小了由于四元缓变层带来的形成集电区台面时的工艺难度.     

C掺杂SiGe HBT

硼的瞬时增强扩散(TED)所造成的外扩散将对双极晶体管的性能产生不利影响。在HBT的SiGe区加入C(<1020cm-3),能够抑制掺杂硼的外扩散。文章讨论了C掺杂的SiGe∶CHBT在性能和工艺上的优势。SiGe∶C HBT的静态参数优于普通SiGe HBT。同时,由于SiGe∶C HBT允许高浓度的硼存在于很薄的SiGe基区层,甚至在外延后经注入和退火仍可保持很高浓度的硼掺杂,所以,SiGe∶C HBT的高频特性有很大的提高。     

基区重掺杂的高电流增益AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管

研究了AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的电流增益和AlGaAs/GaAs异质结二极管(HD)的发光强度随偏压的变化。HBT的发射板-基极结的理想因子接近于1,这与HD中发光强度随偏压的变化关系相一致。重掺杂基区HBT电流增益的降低被认为是基区中非辐射复合电流所引起。在基区掺杂为2×10~(10)cm~(-3)的HBT中得到80的高电流增益。     

异质结耗尽层基区侧复合对突变HBT重要性分析

基于热场发射.扩散载流子输运模型,在电流连续性方程中包含异质结(BB结)耗尽层基区侧复合电流的前提下,推导出了描述突变HBT电流特性的新解析方程.在此基础上,探讨了对BB结耗尽层基区侧复合电流各不同考虑情况下的HBT电流计算结果的差异程度.结果表明:在较高集电极电流密度处,E-B结耗尽层基区侧的复合电流很重要;此外,在电流连续性方程中包含E-B结耗尽层基区侧的复合电流,这在更高集电极电流密度处也是必要的.     

InP基及含磷化合物HBT材料的GSMBE生长与特性

通过对外延材料结构设计和GSMBE生长工艺的深入研究,解决了生长InP基及含磷化合物HBT外延材料的关键问题,建立了稳定优化的GSMBE生长工艺,研制出性能优良的φ50mm InP基HBT和φ100mm InGaP/GaAs HBT外延材料.所发展的GSMBE外延技术,在As/P气氛切换、基区p型重掺杂扩散抑制、双异质结HBT结构设计等方面具有自己的特色.器件单位采用所提供的外延材料研制出的InP基HBT和InGaP/GaAs HBT器件与电路,达到了目前采用国产HBT外延材料研制的最好水平.     

InP基及含磷化合物HBT材料的GSMBE生长与特性

通过对外延材料结构设计和GSMBE生长工艺的深入研究,解决了生长InP基及含磷化合物HBT外延材料的关键问题,建立了稳定优化的GSMBE生长工艺,研制出性能优良的φ50mm InP基HBT和φ100mm InGaP/GaAs HBT外延材料.所发展的GSMBE外延技术,在As/P气氛切换、基区p型重掺杂扩散抑制、双异质结HBT结构设计等方面具有自己的特色.器件单位采用所提供的外延材料研制出的InP基HBT和InGaP/GaAs HBT器件与电路,达到了目前采用国产HBT外延材料研制的最好水平.     

HBT结构的新进展

介绍了以In0.03Ga0.97As0.99N0.01材料为基区的GaAs异质结双极型晶体管和以GaAs0.51Sb0.49材料为基区的InP HBT.讨论了GaAs和InP HBT结构的新进展及其对性能的改善,并对各结构的适用范围和优缺点进行了比较.     

异质结耗尽层基区侧复合对突变HBT重要性分析

基于热场发射.扩散载流子输运模型,在电流连续性方程中包含异质结(BB结)耗尽层基区侧复合电流的前提下,推导出了描述突变HBT电流特性的新解析方程.在此基础上,探讨了对BB结耗尽层基区侧复合电流各不同考虑情况下的HBT电流计算结果的差异程度.结果表明:在较高集电极电流密度处,E-B结耗尽层基区侧的复合电流很重要;此外,在电流连续性方程中包含E-B结耗尽层基区侧的复合电流,这在更高集电极电流密度处也是必要的.     

SiGe异质结双极晶体管的基区优化

对应用于高频微波功率放大器的SiGe异质结双极晶体管(HBT)的基区进行了优化.研究发现,器件对基区Ge组分以及掺杂浓度十分敏感.采用重掺杂基区,适当提高Ge组分并形成合适的浓度分布,可以有效地改进SiGe HBT的直流特性,同时能够提高器件的特征频率.晶体管主要性能的提高使SiGe HBT技术在微波射频等高频电子领域得到更加广泛的应用.