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InGaAs/InP HBT的直流特性分析与设计

作　者: 陈雷东
导　师: 曹俊诚
学　校: 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: InGaAs/InP HBT 复合集电极 δ掺杂开启电压 I-V输出特性
分类号: TN32
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 154次
引　用: 2次
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内容摘要

本文设计了一种新材料结构的InGaAs／InP双异质结晶体管（DHBT），并利用双异质结电流模型计算和分析了材料结构参数对InGaAs／InP DHBT集电极电流、复合电流、电流增益、I—V输出特性和开启电压的影响，主要研究内容和结论包括： 1．设计了一种新结构的InGaAs／InP DHBT发射极采用δ掺杂层和阻挡层结构，集电极采用N⁺复合集电极结构，采用这种结构时，InGaAs／InP DHBT可以获得低的开启电压、高的反向击穿电压、良好的I—V输出特性和高的截止频率。 2．建立了一个双异质结电流计算模型，模型计入了复合电流和隧穿电流。利用该模型计算和分析了δ掺杂浓度、基区厚度和掺杂浓度、复合集电极的N⁺层和n^-层的掺杂浓度、厚度变化对电流、I—V输出特性和电流增益的影响。 3．研究表明，增大δ掺杂浓度可以降低发射极导带峰，并减小InGaAs／InP DHBT的开启电压。为有效降低发射极导带峰的高度，δ掺杂浓度应大于1×10¹²cm^-2。随着δ掺杂浓度变大，InGaAs／InP DHBT的复合电流、集电极电流和电流增益逐渐增大，而且δ掺杂浓度越高，电流增益的饱和范围越大。 4．随着基区的厚度、掺杂浓度增大，InGaAs／InP DHBT的电流增益逐渐降低。与基区的掺杂浓度相比，基区的厚度变化对电流增益的影响更为明显。增大复合集电极的n^-层的厚度和N⁺层的掺杂浓度、厚度可以明显改善InGaAs／InP DHBT的I—V输出特性，而n^-层掺杂浓度变化对I—V输出特性的影响很小。

全文目录

第1章文献综述  7-30
  1.1 HBT概述  7-14
    1.1.1 HBT的发展  7
    1.1.2 HBT的特点  7-9
    1.1.3 HBT的电流传输原理  9-11
    1.1.4 HBT的主要性能参数  11-14
  1.2 HBT的材料系统和材料结构  14-24
    1.2.1 HBT的材料系统  14-17
    1.2.2 HBT的材料结构  17-24
  1.3 HBT的材料生长技术、器件工艺和钝化处理  24-28
    1.3.1 HBT的材料生长技术  24-26
    1.3.2 HBT的器件工艺  26-27
    1.3.3 HBT的钝化处理  27-28
  1.4 小结  28-30
第2章 InGaAs／InP DHBT的器件结构  30-33
  2.1 InGaAS／InP DHBT的器件结构  30-32
  2.2 小结  32-33
第3章 InGaAs／InP DHBT的直流特性计算与结构参数确定  33-58
  3.1 DHBT的电流计算模型  33-38
  3.2 直流特性计算和材料结构参数确定  38-56
    3.2.1 发射极有效导带峰的高度变化对开启电压的影响  38-41
    3.2.2 发射极δ掺杂浓度变化对电流和增益的影响  41-47
    3.2.3 阻挡层厚度变化对电流和电流增益的影响  47-51
    3.2.4 基区掺杂浓度、厚度变化对电流增益的影响  51-53
    3.2.5 n~-层、N~+层的掺杂浓度和厚度变化对I-V输出特性的影响  53-56
  3.3 InGaAs／InP DHBT的优化材料结构参数  56
  3.4 小结  56-58
第4章总结  58-59
参考文献  59-63
发表文章  63
个人简历  63

InGaAs/InP HBT的直流特性分析与设计

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