基于MBE生长的一种Be掺杂InGaAs基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs DHBT

报道了一种以InGaAs为基区的新结构InGaP/InGaAs/GaAs双异质结晶体管,获得了直流性能良好的器件.其共射直流增益β达到100,残余电压Voffset约为0.4V,膝点电压Vknee约为1V,击穿电压BVceo超过10V,器件的基极和集电极电流理想因子分别为nb=1.16,nc=1.11,可应用于低功耗、高功率领域.

引入Si掺杂层调控InGaAs/GaAs表面量子点的光学特性

在InGaAs/GaAs表面量子点(SQDs)的GaAs势垒层中引入Si掺杂层,以研究Si掺杂对InGaAs/GaAs SQDs光学特性的影响。荧光发光谱(PL)测量结果显示,InGaAs/GaAs SQDs的发光强烈依赖于Si掺杂浓度。随着掺杂浓度的增加,SQDs的PL峰值位置先红移后蓝移;PL峰值能量与激光激发强度的立方根依赖关系由线性向非线性转变;通过组态交互作用方法发现SQDs的PL峰位蓝移减弱;时间分辨荧光光谱显示了从非线性衰减到线性衰减的转变。以上结果说明Si掺杂能够填充InGaAs SQDs的表面态,并且改变表面费米能级钉扎效应和SQDs的荧光辐射特性。本研究为深入理解与InGaAs SQDs的表面敏感特性关联的物理机制和载流子动力学过程,以及扩大InGaAs/GaAs SQDs传感器的应用提供了实验依据。

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.

InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管InP顶层掺杂研究

通过理论计算和对比实验研究了InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管中InP顶层掺杂浓度对于器件性能的影响.理论结果显示,InP顶层的掺杂浓度越低越有利于抑制边缘击穿,降低隧穿暗载流子产生速率,提高雪崩击穿几率.实验结果显示,顶层非故意掺杂的器件在223K下获得了20%的单光子探测效率和1kHz的暗计数率,其单光子探测效率比顶层掺杂浓度为5×10^(15)/cm^3的器件高3%~8%,而暗计数率低一个量级.结果表明,降低InP顶层的掺杂浓度有利于提高器件性能.

MBE生长的高质量AlGaAs/InGaAs双δ掺杂PHEMT结构的材料

用 MBE方法制备的 PHEMT微结构材料 ,其 2 DEG浓度随材料结构的不同在 2 .0— 4.0× 1 0 12 cm- 2 之间 ,室温霍耳迁移率在 50 0 0— 650 0 cm2 · V- 1· s- 1之间 .制备的 PHEMT器件 ,栅长为 0 .7μm的器件的直流特性 :Idss～ 2 80 m A/mm,Imax～ 52 0— 580 m A/mm,gm～ 32 0— 40 0 m S/mm,BVDS>1 5V( IDS=1 m A/mm) ,BVGS>1 0 V,微波特性 :P0 ～ 60 0— 90 0 m W/mm,G～ 6— 1 0 d B,ηadd～ 40— 60 % ;栅长为 0 .4μm的器件的直流特性 :Imax～ 80 0 m A/mm,gm>40 0 m S/mm.

渐变层线性掺杂的InGaAs/InP场助阴极的能带结构设计与仿真

为了进一步提高阴极材料的量子效率,设计了一种新的InGaAs/InP转移电子(Transferred Eletron,TE)光电阴极结构,且在不同掺杂浓度、渐变层宽度、外加电压等条件下,利用Matlab仿真工具对能带曲线进行了模拟。实验结果表明:发射层与吸收层的掺杂比例应不高于50;能带曲线得到了更为严格的优化参数范围,可以使表面发射几率进一步提高;且由于计算中考虑掺杂浓度、费米能级移动对能带结构变化的影响,并对描述渐变区能带的双曲函数进行改进,使得计算结果比以往的计算更为准确。结果表明此种结构可以极大地提高阴极的量子效率,对进一步改进阴极参数和制备出更高灵敏度的TE阴极具有实际的指导意义。

不同基区掺杂浓度NPN双极晶体管电离辐照效应

对相同工艺制作但基区掺杂浓度不同的国产NPN双极晶体管,在不同剂量率条件下进行60Coγ辐照效应和退火特性研究。结果显示,晶体管基区掺杂浓度不同,对高、低剂量率的辐照响应也不相同,低基区掺杂浓度的晶体管辐照损伤明显高于高基区掺杂浓度的晶体管。

不同偏置条件下基区掺杂浓度对NPN双极晶体管电离辐照的影响

对相同工艺制作但基区掺杂浓度不同的国产NPN双极晶体管,在不同偏置条件下进行60Co-γ辐照效应和退火特性研究。结果显示:基区掺杂浓度不同,NPN双极晶体管辐照响应也不相同,低基区掺杂浓度的晶体管辐照损伤要明显大于高基区掺杂浓度的晶体管辐照损伤;偏置条件不同,晶体管辐照响应也有很大差别,反向偏置辐照NPN晶体管参数退化较正向偏置严重。并对对实验现象的相关机理进行了分析。

场终止型IGBT基区掺杂浓度计算的新方法

基于场终止型IGBT的结构特点与工作机理,提出了一种通过提取IGBT拖尾电流计算基区掺杂浓度新方法,该方法针对已有商用器件只需测试端口电气参数而无需破坏性实验,具有易操作、准确性高的特点。最后分析了一般硬开关和附加吸收电路对IGBT关断拖尾电流测试的影响,提出一种新的测试电路并进行了拖尾电流提取实验,同时也验证了该方法的准确性。

基区重掺杂对SiGe HBT热学性能的影响

相对于同质结晶体管,异质结双极晶体管(HBT)由于异质结的存在,电流增益不再主要由发射区和基区掺杂浓度比来决定,因此可以通过增加基区掺杂浓度来降低基区电阻,提高频率响应,降低噪声系数,但基区掺杂浓度对器件热特性影响的研究却很少。以多指SiGeHBT的热电反馈模型为基础,利用自洽迭代法分析了基区重掺杂对器件集电极电流密度和发射极指温度的影响。通过研究发现,随着基区浓度的增加,SiGe HBT将发生禁带宽度变窄,基区反向注入发射区的空穴电流增大;同时,基区少子俄歇复合增强,这些都将减小集电极电流密度,降低发射极指温度,从而抑制发射极指热电正反馈,提高器件的热稳定性。

低温基区轻掺杂硅双极晶体管的温度比例因子设计规则

通过对电流增益温度模型的分析，表明发射区重掺杂引起的禁带变窄效应是低温下双极晶体管电流增益衰变的主要原因，提出了用温度比例因子设计低温基区轻掺杂双极晶体管的新设计方法，计算机模拟表明结果良好。

基区不均匀重掺杂对Si/SiGe/SiHBT基区渡越时间的影响

由于发射结(EB结)价带存在着能量差ΔEv,电流增益β不再主要由发射区和基区杂质浓度比来决定,给HBT设计带来了更大的自由度。为减小基区电阻和防止低温载流子冻析,可增加基区浓度。但基区重掺杂导致禁带变窄,禁带变窄的非均匀性产生的阻滞电场使基区渡越时间增加,退化了频率特性。

采用新结构与新工艺降低SiGe HBT基区串联电阻

采用新型调制掺杂量子阱基区结构和掩埋金属自对准工艺方法,在器件的纵向结构和制备手段上同时进行改进,使超薄基区小尺寸SiGeHBT的基区横向电阻和接触电阻分别降低42%和55%以上,有效解决了基区串联电阻的问题。

P基区结构对GCT通态特性的影响

介绍了非对称型门极换流晶闸管的P基区结构.在建立门极换流晶闸管器件模型基础上,利用MEDICI软件分析了P基区结构对门极换流晶闸管通态特性的影响.模拟结果表明,P基区的掺杂浓度和宽度对门极换流晶闸管通态压降有着重要的影响.通过调节P基区的浓度和宽度,可以有效地改善门极换流晶闸管的通态特性.

碳掺杂In_xGa_(1-x)As的MOMBE生长与特性

本文研究了以TMG、固体In和固体As作为分子束源的碳掺杂In_xGa_(1-x)As(x=0-0.98)的MOMBE生长与特性,发现衬底温度和In分子束强度对样品的生长速率、In组分含量x及载流子浓度具有强烈影响。在x=0-0.8的范围内空穴浓度随x的增大而减小,当x>0.8时导电类型转变为n型。探讨了MOMBE法生长In_xGa_(1-x)As的掺碳机理及其对载流子浓度和导电类型的影响,并用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)等方法分析了外延层质量。

InP基PIN型探测器中接触层掺杂对In_(0.53)Ga_(0.47)As材料光致发光特性的影响

利用MOCVD在InP衬底上制备InP/In0.53Ga0.47As/InP双异质结PIN型材料,通过对本征层In0.53Ga0.47As材料的光致荧光谱研究,发现PIN结构中两侧InP材料的掺杂特性对中间In0.53Ga0.47As材料的光致发光特性有明显的影响。本文通过对两侧InP材料的变掺杂处理,实现了In0.53Ga0.47As材料光致发光特性的有效提高。

POCl_3掺杂对PNP管特性的影响研究

PNP管的结构是由P型发射区、N型基区、P型集电区组成的三层两结。PNP管的基区宽度和基区掺杂对PNP管电特性的影响很大。在常规IC工艺中,通常采用先做试片的方式来确定基区的磷掺杂扩散时间,工艺加工效率低。为了解决这个问题,从磷源POCl3的温度、扩散时间两方面入手,对PNP管的电流增益β进行了实验研究。结果表明,在POCl3温度为(20±1)℃、预扩散时间为(46±2)min、β不小于80的条件下,PNP管的β变化量小于50%。该研究用于实际PNP管的制造工艺中,工艺加工效率提高了100%。

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。

气态源分子束外延生长重碳掺杂p型InGaAs研究

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,以四溴化碳(CBr4)作为碳杂质源,系统研究了InP衬底上碳掺杂p型InGaAs材料的外延生长及其特性,在AsH3压力5.33×104Pa,生长温度500℃条件下获得了空穴浓度高达1×1020/cm3、室温迁移率为45cm2/Vs的重碳掺杂p型In0.53Ga0.47As材料。研究了CBr4和AsH3束流强度以及生长温度等生长条件对碳掺杂InGaAs外延层组份、空穴浓度和迁移率的影响,并对不同生长条件下的氢钝化效应进行了分析。

发射极δ掺杂的InGaAs/InP DHBT的特性分析

设计了一种新结构的InGaAs/InP双异质结晶体管(DHBT),其中发射结采用δ掺杂和阻挡层结构,集电极采用N^+掺杂复合结结构。考虑隧穿作用和发射结空间电荷区复合电流的影响,计算了δ掺杂浓度和N^+、n^-层厚度等参数变化对InGaAs/InP DHBT电流、I-V输出特性、电流增益的影响,计算结果表明,随着这些参数值增大,InGaAs/InP DHBT输出特性逐渐改善。当δ掺杂浓度大于2×10^(12)cm^(-3)时,电流增益趋于饱和。