一种f_t为176GHz、大电流多指结构的InGaAs/InP异质结双极晶体管(英文)

针对毫米波电路对大电流、高截止频率器件的要求,利用平坦化技术,设计并制作成功了结构紧凑的四指合成InGaAs/InP异质结双极晶体管.实验结果表明发射极的宽度可减小到1μm.Kirk电流可达到110mA,电流增益截止频率达到176GHz.这种器件有望在中等功率的毫米波电路中有所应用.

InP双异质结双极晶体管的相位噪声特性

InP双异质结双极晶体管(DHBT)由于优异的频率和相位噪声特性被广泛应用于高品质压控振荡器(VCO)芯片的研制。研究了影响InP DHBT相位噪声特性的因素,并从器件结构和SiN钝化层两方面对器件进行了优化设计。详细介绍了附加相位噪声的测试原理和方法,并提出了一种改进的'正交鉴相'在片测量系统,测得所制作的InP DHBT的附加相位噪声在100 kHz偏移频率时达到-144 dBc/Hz。基于此InP DHBT工艺设计并实现了一款47 GHz差分VCO单片微波集成电路(MMIC),测试结果显示1.2 GHz调谐带宽内该VCO的典型单端输出功率为-3.8 dBm,单电源-5 V工作时的电流为23 mA,在100 kHz偏移频率时的相位噪声达到-87 dBc/Hz,验证了文中所研制的InP DHBT优异的相位噪声特性。

InP/GaAsSb/InP双异质结双极晶体管技术发展现状(Ⅰ)

InP/GaAsSb/InP双异质结双极晶体管(DHBT)以其独特的交错Ⅱ型能带结构,在频率特性、击穿特性和热特性等方面较传统的InP/InGaAsSHBT与InP/InGaAs/InPDHBT等显示出极大的优越性。对InP/GaAsSb/InPⅡ型DHBT技术的提出、外延层结构设计与生长、器件结构设计、器件制造工艺与优化以及国内外发展情况研究水平、发展趋势和商业化情况进行了系统的回顾和展望。指出结合垂直方向材料结构优化缩小器件尺寸和采用微空气桥隔离基极电极结构是InP/GaAsSb/InPDHBT向THz截止频率发展的最重要的技术路线。

国内外异质结双极晶体管及其应用

本文主要叙述用各种材料制作的异质结双极晶体管的结构、特性及其应用情况。

集电区阶梯缓变InGaAsP层的具有超高f＿（max）、f＿T的双异质结双极晶体管

本文用不同的发射极宽度和长度与集电极电流Ｉ＿ｃ和集电极－发射极问电压Ｖ＿ＣＥ的函数关系研究了集电区含ＩｎＧａＡｓＰ层、基区为Ｚｎ高掺杂的小尺寸ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＤＨＢＴ的高性能。结果表明，减小发射极宽度比减其长度能更有效地提高，０．８μｍ发射极金属条宽的ＤＨＢＴ在Ｉ＿ｃ＝４ｍＡ的小电流时，具有超出超高的ｆ＿（ｍａｘ）和ｆ＿Ｔ，其数值分别为２６７ＧＨｚ和１４４ＧＨｚ，ｆ＿（ｍａｘ）的增加归结为基区电阻和降低了的Ｂｃ结电容乘积的降低。

SiGe异质结微波功率晶体管

本文述评了SiGe异质结微波功率晶体管的特性、结构、工艺及研究进展。

多发射极Si/SiGe异质结晶体管

在硅衬底上外延生长一层Si_(1-x)Ge_x合金材料,它的带隙随组分x的增加而变窄,如果用Si_(1-x)Ge_x窄带材料作晶体管基区,利用硅作为集电极和发射极构成双极晶体管,就可以很容易实现器件的高频、高速、大功率。设计了一种以Si/Si_(1-x)Ge_x/Si为纵向结构,梳状10指发射区为横向结构的异质结晶体管,利用双台面工艺方法制造出具有如下参数的器件:电流增益β=26、V_(CB)=7V、I_(CM)≥180mA、f_T≤ 2GHz,实现了高频大功率,充分显示出Si/Si_(1-x)Ge_x材料的优越性。

InP异质结晶体管

提出了准平面构成的InP HBT新结构。用Si离子注入在半绝缘In P:Fe上形成隐埋n型区来代替通常采用的外延n型收集区,可有效降低器件的高度,减小寄生参数,提高器件的可靠性。测量结果表明,晶体管的h_(fe)=100,V_(CE)=3～4V,f_T=10GHz。

超高速化合物半导体器件(3) InP基高电子迁移率晶体管

以高电子迁移率晶体管、异质结双极晶体管和微波/毫米波集成电路为例,介绍化合物半导体器件的特点、封装、测试及其应用。

异质结界面电荷对突变InP/InGaAs异质结双极晶体管热场发射影响研究

异质结界面电荷的存在改变了异质结的内建势,这引起了界面势垒尖峰高度和形状的扰动,从而使异质结界面载流子的输运产生相应的变化,最终导致异质结双极晶体管(HBT)性能的改变.基于热场发射-扩散模型,对异质结界面电荷对InP/InGaAs HBT性能的改变做了研究,得到结论是正极性的界面电荷有利于InP/InGaAs HBT的直流和高频特性的改善,而负极性的界面电荷则使器件的直流和高频特性变差.

一种InP双异质结双极晶体管小信号物理模型及其提取方法

研究了InP双异质结双极晶体管(DHBT)的能带结构对集电极电容的影响,解决了传统方法不能准确提取InPDHBT集电极电容的问题.考虑了基极-发射极和集电极-发射极引线间的交叠电容,并从物理上区分了InPDHBT的本征电阻、外部电阻与寄生电阻,建立了一个基于物理的InP基DHBT小信号模型.同时提出了一套直接提取模型参数的方法,该方法无需引入数学优化,具有清晰的物理意义.提取的结果在很宽的偏置范围内准确地拟合了器件特性,验证了模型的准确性与提取方法的有效性.

nSi/pSi_(0.8)Ge_(0.2)/nSi与nSi/pSi/nSi晶体管直流特性的比较

采用一维有限差分方法,对生长在Si(001)衬底上的Si0.8Ge0.2应变基区异质结双极晶体管(HBT)与Si同质结双极晶体管(BJT)的直流特性进行了数值分析;给出了高斯掺杂情形下,基区中Ge含量为0.2的Si0.8Ge0.2HBT与Si同质双极结晶体管(BJT)的共射极电流放大系数图、Gummel图、平衡能带图和基区少子分布图,对比结果表明基区中Ge的引入有效地改善了晶体管的直流放大性能;其次对Si0.8Ge0.2HBT与SiBJT的大电流特性进行了比较,证实了在大电流下异质结基区少子向集电区扩展引起的异质结势垒效应,使Si0.8Ge0.2HBT的直流放大系数比SiBJT的放大系数下降更快这一实验结果.

基于InP DHBT工艺的33~170 GHz共源共栅放大器

基于500 nm磷化铟双异质结双极晶体管(InP DHBT)工艺,设计了一种工作在33~170 GHz频段的超宽带共源共栅功率放大器。输入端和输出端的平行短截线起到变换阻抗和拓展带宽的作用,输出端紧密相邻的耦合传输线补偿了一部分高频传输损耗。测试结果表明,该放大器的最大增益在115 GHz达到11.98 dB,相对带宽为134.98%,增益平坦度为±2 dB,工作频段内增益均好于10 dB,输出功率均好于1 dBm。

InGaAs/InP HBT材料的GSMBE生长及其特性研究

本文报道了采用气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长InGaAs/InP异质结双极晶体管 (HBT)材料及其特性的研究。通过对GSMBE生长工艺的优化 ,在半绝缘 ( 10 0 )InP衬底上成功制备了高质量的InGaAs/InPHBT材料 ,InGaAs外延层与InP衬底的晶格失配度仅为 4× 10 - 4量级 ,典型的InP发射区掺杂浓度 ( 4× 10 1 7cm- 3)时 ,电子迁移率为 80 0cm2 ·V- 1 ·s- 1 ,具有较好的电学特性 ,可以满足器件制作的要求。

75GHz 13.92dBm InP DHBT共射共基功率放大器(英文)

报道了基于InP基双屏质结双板晶体管(DHBT)工艺的四指共射共基75 GHz微波单片集成(MMIC)功率放大器,器件的最高振荡频率fmax为150 GHz.放大器的输出极发射极面积为15μm×4μm.功率放大器在75 GHz时功率增益为12.3 dB,饱和输出功率为13.92 dBm.放大器在72.5 GHz处输入为2 dBm时达到最大输出功率14.53 dBm.整个芯片传输连接采用共面波导结构,芯片面积为1.06 mm×0.75 mm.

带有复合掺杂层集电区的InP/InGaAs/InP DHBT直流特性分析

设计了一种新结构InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT),在集电区与基区之间插入n+-InP层,以降低集电结的导带势垒尖峰,克服电流阻挡效应.采用基于热场发射和连续性方程的发射透射模型,计算了n+-InP插入层掺杂浓度和厚度对InP/InGaAs/InPDHBT集电结导带有效势垒高度和I-V特性的影响.结果表明,当n+-InP插入层掺杂浓度为3×1019cm-3、厚度为3nm时,可以获得较好的器件特性.采用气态源分子束外延(GSMBE)技术成功地生长出InP/InGaAs/InPDHBT结构材料.器件研制结果表明,所设计的DHBT材料结构能有效降低集电结的导带势垒尖峰,显著改善器件的输出特性.

THz InP HEMT和HBT技术的最新研究进展

概述了太赫兹（THz）InP技术的优势、应用前景及美国的发展规划。重点对国外THzInP高电子迁移率晶体管（HEMT）和异质结双极晶体管（HBT）的技术进展和突破进行了详细阐述，其中国外HEMT和HBT器件的工作频率都达到了1THZ以上，国外报道的650GHz以上的InP太赫兹单片集成电路（TMIC）很多，包括低噪声放大器和功率放大器等，并且性能优异。介绍了我国THzInP技术的研究现状，国内InPHEMT和HBT器件的工作频率最高可达600GHz，电路的工作频率在300GHZ左右。最后，对国内外的最新技术水平进行了对比，并在对比的基础上针对存在的问题提出了我国在THzInP领域的发展建议。

101.6 mm(4英寸)0.7μm InP HBT工艺及其应用

报道了采用多层布线的101.6mm(4英寸)0.7μm InP HBT圆片工艺.器件工艺中台面均采用湿法腐蚀工艺,结合自对准光刻和BCB互联平坦化工艺,并集成了金属薄膜电阻和MIM电容.研制得到的0.7μm InPHBT器件电流增益截止频率(fT)为330GHz,最大振荡频率(fmax)为300GHz,可满足100GHz以下各频段的混频、倍频、放大等微波集成电路以及20GHz以下数模混合集成电路的设计需求.

国外InP HEMT和InP HBT的发展现状及应用

在毫米波段,InP基器件由于其具有高频、高功率、低噪声及抗辐射等特点,成为人们的首选,尤其适用于空间应用。InP HEMT和InP HBT已在卫星、雷达等军事应用中表现出了优异的性能。分别介绍了InP HEMT和InP HBT器件及电路的发展现状,现在能达到的最高性能及主要生产公司等,其中InP HEMT又分别按低噪声和功率进行了详细介绍。介绍了它们在军事上的主要应用,以具体的应用实例介绍了在卫星相控阵雷达系统天线中的T/R模块中、航天器和地面站的接收机中、以及雷达和通信系统中的应用情况、达到的性能及可靠性等。并根据国外InP器件和电路的发展现状总结了其未来发展趋势。

基于InP HBT的5 GS/s采样保持电路设计

基于0.7μm、ft=280 GHz的InP HBT工艺设计了一种双开关宽带超高速采样保持电路。芯片面积1.5 mm×1.8 mm,总功耗小于2.1 W。仿真结果表明,电路可以在5 GS/s采样速率下正常工作。当采样速率分别为5 GS/s和1 GS/s时,在输入信号功率为4 d Bm的情况下,采样带宽分别为16 GHz和20 GHz;在输入信号功率为4 d Bm且其频率小于5 GHz的情况下,电路的SFDR分别不低于43 d Bc和50 d Bc。