fT为13.5?GHz的平面结构SiGe异质结双极晶体管的研制

利用多晶硅发射极技术与分子束外延生长SiGe基区技术相结合,研制成适于集成的平面结构、发射结面积为3?μm×8?μm的SiGe异质结双极晶体管(HBT)。室温下该晶体管的直流电流增益β为30到50,基极开路下,收集极-发射极反向击穿电压BVCEO为5?V,晶体管的截止频率fT为13.5?GHz。     

新结构多晶硅发射极光电晶体管

报导了一种以多晶硅作发射极并带有隔离环电极，工作时基区处于穿通状态下的新结构硅光晶体管，用多晶硅作发射极比同结构单晶硅晶体管的光电增提高了２倍；隔离环电极极大地提高了器件的灵敏度；穿通型的工作状态提高了器件的增益和响应速度，已研制成的这种新型结构的光电晶体管在１０Ｖ工作电压下，对０．８μｍ，０．１７４μＷ的光增益达到了３８３。     

多晶硅发射极超高速ECL移位寄存器的设计

报道了６００门和８００门两种ＥＣＬ超高速移位寄存器；介绍了多晶硅发射极双极晶体管的结构和有关先进工艺，包括深槽隔离、多晶硅发射极、钴硅化物接触和浅结薄基区等；使用这种多晶硅发射极晶体管，３μｍ特征尺寸设计的１９级环形振荡器的平均门延迟小于５０ｐｓ。给出了６００门移位寄存器的电路设计和版图设计，讨论了互连线和双层金属布线对６００门和８００门移位寄存器的最高工作频率的影响。     

nSi/pSi0.8Ge0.2/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.     

少子MIS隧道结发射极晶体管场感应结模型

对少于ＭＩＳ隧道结发射极晶体管提出一种场感应结模型，以此模型为基础，导出该器件的ｈＥＥ与金属功函数及基区掺杂浓度的关系，所得结果与实验数据符合较好。     

晶体管交流参数γ_(ce)和γ_(bc)之间的关系

解析关系式的推导正常偏置状态下的双极型晶体管,即当晶体管的发射结正向偏置(对于NPN型管子,V_(BE)>0)、集电结反向偏置(对于NPN型管子,V_(BC)<0)时,其基极电流和集电极电流分别为(以NPN型管子为例)(?)(1)(?)(2)式中peo、nbo和pco分别为发射区、基区和集电区在热平衡下的少子浓度,D_(pe)、D_(nb)和D_(pc)分别为发射区、基区和集电区的少子扩散系数,L_(pe)、L_(nb)和L_(pc)分别为发射区、基区和集电区的少子扩散长度,q为电子所给电荷量(不包括符号),A为晶体管PN结截面积,W为基区宽度(随集电结反向偏置电压V_(BC)作一定程度的变化)。     

Si1—zGez基区杂质和Ge组份分布对HBT基区渡越时间的影响

在Ｓｉ１－ｚＧｅｚ基区ＨＢＴ中，Ｇｅ组份Ｚ缓变产生自建电场，基区杂质浓度向发射极侧的减小产生了阻滞电场，基区杂质浓度向集电极侧的减小产生了加速电场。文中研究了这些电场对基区渡越的影响，研究结果表明，随基区发射极侧杂质浓度的不同，因阻滞电场而产生的延迟时间占基区总渡越时间的４０％￣８０％。同时还发现，选用无阻滞电场产生的基区杂质分布，采用大的Ｇｅ组份线性缓变和利用集电结空间电荷区电子速度过冲效应，可     

Si1－ZGeZ基区杂质和Ge组份分布对HBT基区渡越时间的影响

在Ｓｉ１－ＺＧｅＺ基区ＨＢＴ中，Ｇｅ组份Ｚ缓变（进而能隙缓变）产生自建电场，基区杂质浓度向发射极侧的减小产生了阻滞电场，基区杂质浓度向集电极侧的减小产生了加速电场．文中研究了这些电场对基区渡越时间的影响．研究结果表明，随基区发射极侧杂质浓度的不同，因阻滞电场而产生的延迟时间占基区总渡越时间的４０％～８０％．同时还发现，选用无阻滞电场产生的基区杂质分布，采用大的Ｇｅ组份线性缓变和利用集电结空间电荷区电子速度过冲效应，可望得到截止频率大于１００ＧＨｚ的Ｓｉ１－ＺＧｅＺ基区ＨＢＴ     

电子温度对SiGeHBT基区渡越时间的影响

讨论了采用能量传输模型时的SiGeHBT基区电子温度分布,以及电子温度对基区渡越时间的影响．计算结果表明：基区电子温度呈现明显的不均匀分布,从发射极侧到集电极侧逐渐增大;电子温度分布主要由基区Ge分布决定,而基区掺杂对电子温度的影响不大．考虑基区电子温度分布时基区渡越时间减小,在较大的Ge分布梯度下,电子温度对基区渡越时间的影响不可忽略．     

全离子注入在双极集成电路中的应用

本文研究了用全离子注入控制双极集成电路中晶体管电参数的一些基本条件。研究了磷注入发射区的条件:注入能量为50KeV,注入剂量为4×10~(16)/cm~2。退火条件为940℃,20分钟,氮气保护,基区采用二次硼叠加注入:浅硼注入和深硼注入。浅硼注入能量为60KeV,注入剂量为8×10~3/cm~2。深硼注入能量分别为120KeV、140KeV、160KeV、180KeV,注入剂量均为5×10~(13)/cm~2。退火为960℃,30分钟,氮气保护等温退火。研究了注入条件和退火条件与双极电路管芯电参数(如电流增益h_(FE),管子基极—发射极击穿电压BVebo。基区方块电阻R_□和管子特征频率f_(Τo))的关系。     

P沟道恒流二极管的电流扩展方法

介绍了P沟道恒流二极管和NPN双极型晶体管的工艺制作,采用PN结隔离技术实现隔离,巧妙地将集电极、发射极和恒流二极管沟道区同时制作,得到兼容后的结构,并对兼容结构进行了特性仿真。介绍了工艺流程,讨论了沟道长度、沟道厚度、沟道杂质浓度、基区宽度等结构参数对器件特性的影响。并用该兼容工艺将P沟道恒流二极管的恒定电流值放大了73倍。     

大功率晶体管横向结构参数设计与分析

为研究大功率晶体管的结构和工作原理,提出设计参数指标为集电极最大允许耗散功率P=50 W。采用梳状结构,利用近似方法结合各项工艺条件经过综合分析,计算出大功率晶体管的发射结和集电结面积、发射极总周长、发射极与基极间距、发射极金属电极条长和宽、晶片面积等横向结构参数,为大功率晶体管的结构设计和应用提供了数据支撑。计算方法通过实验验证,适用于更大功率晶体管的参数分析和计算。     

晶体管超相移因子的探讨

通过对均匀基区晶体管求解连续方程推算出基区输运系数，从而直接求得晶体管的超相移因子结果表明，超相移因子并不是由基区载流子热弛豫时间决定的因子，而仅是基区载流子电荷存储效应导致的相移的一部分。     

硅合金结及扩散结晶体管h参数的温度关係

本文給出了硅合金結n—p—n型晶体管及扩散結n—p—n型晶体管低频h参数溫度关系(—70℃～+170℃)的实驗结果。结果表明这两种晶体管在—70℃～+120℃的温度范圍內h参数相应变化不大。文中还給出了从—70℃～+170℃温度范圍内反向飽和电流I_(co)随温度的变化規律。     

SiGe异质结双极晶体管基区渡越时间分析

对SiGe异质结双极晶体管(HBT)的基区渡越时间进行了计算和分析,考虑了基区掺杂和Ge组分分布对本征载流子浓度和电子迁移率的影响,以及大电流密度下产生的感应基区(CIB)的渡越时间.结果表明,Ge组分为转折点X1/Wb≈0.12的矩形-三角形分布时,可得到最小的基区渡越时间;Ge分布对SiGe和Si的有效态密度之比的影响很小,但对迁移率的影响较大;基区掺杂为指数分布或高斯分布对基区渡越时间影响很小.     

多晶硅膜改善薄发射区晶闸管开通特性机理分析

本文通过建立发射区两区模型,对多晶硅膜改善薄发射区晶闸管开通特性的机理进行了分析,结果表明:基区注入的少子在多晶硅区运动受障碍导致等效薄发射极晶体管的电流增益提高;多晶硅膜的少子迁移率和寿命是提高电流增益的两个关键参数.管芯测试结果亦表明,由于多晶硅膜的作用,薄发射区晶闸管的开通特性并未因发射区很薄而受影响.     

扩Ga基区高反压晶体三级管V—1特性分析

从器件物理的角度,对杂质、掺杂方式不同,形成基区的高耐压晶体三极管I-V负阻效应随机性进行分析。结果认为,负阻摆幅的大小对小电流注入下放大性能的优劣产生直接影响,而对发射极-收集极间的真正击穿电压并无减小损失;进一步证明了在SiO_2/Si系统中,开管扩Ga形成的晶体管,具有耐压高、漏电流小的特点。     

一种电流放大型自旋晶体管

该文提出了一种电流放大型自旋晶体管设计思想，并对其电流放大系数作了一定的分析讨论．自旋晶体管中的电流放大系数主要取决于注入基区的自旋极化电子的极化程度，基区中自旋的驰豫时间及基区的宽度．     

穿通增强型硅光电晶体管的结构及参数优化

为克服各种常用光电探测器件的缺点, 对穿通增强型硅光电晶体管进行了结构优化和参数优化。将窄基区穿通晶体管仅在一侧与宽基区光电晶体管复合的传统结构, 改进为窄基区穿通晶体管在中间, 两侧各复合一个长度减半的宽基区光电晶体管。同时, 对不同窄基区宽度下的暗电流、 光生电流及光电响应率等随偏压变化的电学性能和光电转换特性进行仿真, 得到窄基区宽度最优参数。然后对优化后的器件在不同光强下的光生电流和光电响应率随偏压的变化进行了仿真, 分析了器件在不同光强下的响应特性。结果表明, 当窄基区宽度为0.6 μm时, 器件性能折中达到最优, 在0.5 V偏压下, 器件暗电流仅为1 μA;入射光功率密度为10^-7 W/cm²时, 器件响应率高达4×10⁶ A/W。     

nSi／pSi1—xGex／nSi晶体管直流特性数值分析

采用一维有限差分方法,对生长在Ｓｉ（００１）衬底上的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变基区异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的直流特性进行了数值分析,给出了高斯掺杂情形下,基区中不同Ｇｅ分布的Ｓｉ１－ｘＧｅｘＨＢＴ的共射极电流放大系数图、Ｇｕｍ－ｍｅｌ图和平衡能带图;与Ｓｉ双极同质结晶体管（ＢＪＴ）的直流特性作了对比,结果表明基区中Ｇｅ的引入有效地改善了晶体管的直流性能;其次对基区中Ｇｅ分布与ｐ型杂质在基区－集电区交界处的不一致进行了模拟,证实了基区杂质向集电区扩散产生的寄生势垒使集电极电流密度下降这一实验结果．