兼具高电流增益和高击穿性能的电荷等离子体双极晶体管

为了兼顾高电流增益β和发射极开路集电结的高击穿电压V_(CBO)与基极开路集电极-发射极间的高击穿电压V_(CEO),有效提升电荷等离子体双极晶体管(bipolar charge plasma transistor,BCPT)的高压大电流处理能力,利用SILVACO TCAD建立了npn型BCPT的器件模型。考虑到双极晶体管的击穿电压主要取决于集电区掺杂浓度,首先研究了集电极金属对BCPT性能的影响。分析表明,BCPT集电区的电子浓度强烈依赖于电极金属的功函数,当采用功函数较大的铝(Al)作为集电极金属时,由于减小了金属-半导体接触的功函数差,降低了集电区中诱导产生的电子等离子体浓度,从而有效降低了集电结空间电荷区峰值电场强度,减小了峰值电子温度以及峰值电子碰撞电离率,因此,达到改善击穿电压V_(CBO)和V_(CEO)的目的。然而,集电区电子浓度的减小会引起基区Kirk效应,增大基区复合,降低β。为此,进一步提出了一种采用衬底偏压结构的BCPT,通过在发射区和基区下方引入正衬底偏压,调制发射区和基区有效载流子浓度,达到提高发射结注入效率、增大β的目的。结果表明:与仅采用锆(Zr)作为集电极金属的BCPT相比,该器件的峰值电流增益改善了21.69%,击穿电压V_(CBO)和V_(CEO)分别改善了12.78%和56.41%,从而有效扩展了BCPT的高功率应用范围。

NPN型双极晶体管中子位移损伤差异实验研究

利用西安脉冲反应堆(Xi’an pulsed reactor,XAPR)的稳态中子对NPN型双极晶体管(NPN bipolar junction transistor,NPN-BJT)进行中子辐照实验,开展NPN-BJT不同固定发射极电流I_(E)条件下的中子位移损伤差异研究。研究结果表明:同一I_(E)条件下,集成NPN-BJT与2N2222A NPN-BJT的电流增益退化都随辐照中子注量的增加呈逐渐增强趋势;在同一中子注量辐照下,随双极晶体管固定I_(E)的增大,中子辐射损伤常数K_(τ)降低,中子辐照前后电流增益的变化量减小,晶体管电流增益退化程度减弱,因此在一定范围内,提高固定I_(E)可在一定程度上增强NPN-BJT抗中子辐射能力。

双极型晶体管电流增益温度特性的研究

修正了电流增益表达式。对样品3DK105B在不同温度点下进行测试分析。考虑样品理想因子n随温度的变化、VBE随温度的变化,以及禁带宽度随温度变化对电流增益的影响,对电流增益表达式进行了修正,使修正后的结果更加接近实际测试结果。

电流增益截止频率为441 GHz的InGaAs/InAlAs InP HEMT

本文设计并制作了fT>400 GHz的In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As铟磷高电子迁移率晶体管(InP HEMT)。采用窄栅槽技术优化了寄生电阻。器件栅长为54.4 nm,栅宽为2×50μm。最大漏极电流IDS.max为957 mA/mm,最大跨导gm.max为1265 mS/mm。即使在相对较小的VDS=0.7 V下,电流增益截止频率fT达到了441 GHz,最大振荡频率fmax达到了299 GHz。该器件可应用于太赫兹单片集成放大器和其他电路中。

达林顿晶体管中稳定电阻对电流增益及电流分配的影响行为

在达林顿晶体管中,由于稳定电阻的引入,使电流增益和各级管间集电极电流分配关系发生了变化.当稳定电阻很小时会造成电流增益的严重下降。本文对稳定电阻的影响行为进行了定量分析,并提出了电流增益和电流分配不受稳定电阻影响时稳定电阻间比值P、稳定电阻基本值R、基极电流I_B 之间应满足的公式。文中图示的曲线族可供达林顿晶体管设计参考.

低温下双极型晶体管电流增益和基区杂质浓度的新关系

近年来,低温(77K)微电子器件和电路的研究得到了国际上广泛重视,已成为半导体学科十分重要和活跃的领域之一.本文建立了低温下双极型晶体管电流增益和基区杂质浓度的新关系,这将成为低温双极型晶体管设计的重要理论依据.以n^+pn型晶体管为例进行分析,当基区杂质浓度N_B小于N_0=1×10^(17)cm^(-3)时,基区中无禁带变窄效应的存在,此时电流增益H_(FE)将随基区杂质浓度N_B上升而下降.

低温多晶硅发射极晶体管电流增益模型和模拟

本文考虑禁带变窄效应、载流子冻析效应和多晶硅/单晶硅界面复合与氧化层隧穿效应,采用有效复合速度方法,建立了多晶硅发射极晶体管电流增益的温度关系模型。模拟计算结果与实验符合较好。

基区复合对nSi/pSi_(1-x)Ge_x/nSi晶体管共射极电流增益的影响

采用二维数值模拟方法详细分析了基区复合电流对 n Si/p Si1- x Gex/n Si应变基区异质结双极晶体管 ( HBT)共射极电流放大系数 β的影响 ,给出了 Si1- x Gex HBT的 Gummel图、平衡能带图 .得出在靠近发射结附近基区的复合电流是引起 β下降的主要因素 ,并给出了减小基区复合电流的 Ge分布形式 .

低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型

本文综合考虑了多晶硅发射极的载流子输运障碍，界面氧化物遂穿、晶粒间界杂质分凝和界面能带弯曲等因素，以及禁带变窄效应、低温下的载流子冻析效应和浅能级补偿杂质陷阱效应，建立了低温多晶硅发射极晶体管电流增益和截止频率的解析模型，对电流增益和截止频率的温度关系进行了理论分析并与３００Ｋ和７７Ｋ下的实测结果进行了比较。

达林顿功率晶体管电流增益的计算机模拟

本文介绍了用数值分析法对GTR单管结构和达林顿结构的电流增益进行计算机模拟,得到几个影响电流增益的主要因素;提出一种适合工作在大电流段的GTR电路模型参数的提取方法,为GTR达林顿结构及应用电路的网络分析提供了有效的途径。

多晶硅发射极晶体管电流增益的计算机分析

本文采用较精确的模型,对多晶硅发射极晶体管特有的发射区结构:SiO_2层厚度与位置、准中性发射区厚度、发射极表面浓度等参数对电流增益的影响进行了计算机分析,为这种器件的优化设计提供了有益的数值分析结果。

低温高注入硅双极晶体管电流增益的定量模拟

本文考虑了基区复合电流，发射结空间电荷区复合电流，基区高注入引起的禁带变窄效应，Ｅａｒｌｙ效应，基区和发射区电导调制效应，有效基区展宽效应以及发射区电流集边效应，定量地模拟了硅双极晶体管电流增益在７７Ｋ和３００Ｋ时与集电极电流的关系，并且与实验结果相吻合，计算还表明在低温７７Ｋ时，电流增益的大注入效应由基区电导调制效应和发射区电流集边效应决定，而在３００Ｋ时则由有效基区展宽效应决定。

低温高注入硅双极晶体管电流增益和特征频率的定量模拟

本文定量地模拟了硅双极晶体管电流增益和特征频率与集电极电流在77K和300K时的关系，计算结果与实验相吻合．结果表明在77K时，电流增益大注入效应由基区电导调制效应和发射区电流集边效应决定，而在300K时则由有效基区展宽效应决定，特征频率在300K时主要由基区渡越时间决定，而在77K时，由于发射区禁带变窄效应非常明显，以至于发射区少于存贮时间可能成为主要因素．低温下特征频率蜕变的主要原因是禁带变窄效应，而不是低温浅能级杂质陷阱效应．

微波晶体管电流增益和基极电流非理想因子的温度特性

本文研究了微波晶体管电流增益H_FE和基极电流非理想因子n随温度变化的机理,给出了电流增曾H_FE的温度模型,指出:(1)中电流时电流增益H_PE具有正温度系数,而在小电流时随温度上升迅速增大,在大电流时增大减缓,并会出现负增值,(2)基极电流非理想因子n具有负温度系数.实验结果和理论分析一致.

多晶硅发射极晶体管电流增益工艺稳定性研究

针对多晶硅发射极晶体管实际工艺中出现的电流增益异常波动问题,首先从原理上进行了分析,其次通过与正常批次PCM数据进行对比,发现基极电流Ib存在一个量级的差异。设计了较为完整的DOE工艺试验,进行了对比和验证。结果表明,多晶硅/硅界面氧化层厚度一致性差、波动大是电流增益异常波动的主要原因。该研究结果为解决类似问题提供了有价值的参考。

双极型晶体管电流增益的温度特性研究

分析了大注入效应对双极型晶体管电流增益温度特性的影响,建立了双极型晶体管电流增益温度解析模型。选取产品3DD167来进行不同温度不同工作条件下的测试分析。实验结果表明,在特定工作条件下,该器件在不同温度时其电流增益都有一个零温度点。实验结果和模型吻合较好。

SOI-LIGBT寄生晶体管电流增益的研究

采用二维器件模拟仿真软件Tsuprem4和Medici模拟了SOI-LIGBT的n型缓冲层掺杂剂量、阳极p+阱区长度、漂移区长度以及阳极所加电压对SOI-LIGBT寄生晶体管电流增益β的影响,通过理论分析定性的解释了产生上述现象的原因和机理,并且通过实验测试结果进一步验证了分析结论的正确性。其中,n型缓冲层掺杂剂量对电流增益β的影响最为明显,漂移区长度的影响最弱。基本完成了对SOI-LIGBT寄生晶体管电流增益β主要工艺影响因素的定性分析,对于SOI-LIGBT的设计有一定的借鉴意义。

硅低温双极型晶体管电流增益的分析

从理论和实验两方面研究了硅晶体管电流增益的低温特性,建立了电流增益的温度模型,阐明了电流增益低温下降的机理,在此基础上探讨了获得具有良好电性能的硅低温晶体管的方法,结论如下:电流增益由发射效率决定时,具有正温度系数,且随温度下降而下降,下降程度随工作电流的减小而增强.发射区采用轻掺杂技术以减小禁带变窄量,并考虑载流子冻析效应,可获得适于低温工作的硅双极晶体管.

双极晶体管电流增益与发射区杂质浓度关系的温度特性

本文从理论和实验两方面对双极型晶体管电流增益H_(FE)与发射区杂质浓度N_E 的关系的温度特性进行了探讨.研究结果表明,H_(FE)与N_E 的相关程度与温度有关,在常温下,H_(FE)随N_E 的增加而增加;当温度升高时,H_(FE)将随N_E 的增加而更剧烈地增加.

硅双极晶体管低温电流增益模型修正

多晶硅发射区双极晶体管的低温（７７Ｋ）电流增益模型建立在理想掺杂近似的基础上．本文由基区电子电流密度Ｊｎ和发射区空穴电流密度Ｊｐ出发，根据实际掺杂情况中的近似高斯分布，分析了理想掺杂近似对电流增益结果的影响，指出引用这一近似在常温下偏差较小，在低温下则会出现较大的误差．在此基础上，对多晶硅发射区双极晶体管低温电流增益模型作了修正．结果表明，修正后的模型与ＰＩＳＣＥＳ模拟结果取得了较好的吻合．