p型重掺杂应变Si1-xGex基区内建电场的物理机制

采用解析的方法计算了在基区掺杂为高斯分布,Ge组分分布为三角形分布和矩形三角形分布时基区内建电场的变化情况.重新拟合了价带有效态密度公式,并在计算内建电场时考虑了导带有效态密度的影响.发现加入Ge组分后引起的导带有效态密度变化、价带有效态密度变化以及禁带宽度变窄量变化对基区内建电场的影响要大于掺杂对内建电场的影响.Ge组分为三角形分布时,在总的Ge组分一定的条件下,内建电场从发射结到集电结逐渐变大.在任一给定位置x处,内建电场随着Ge组分的增加而增大.当Ge组分分布为矩形三角形分布时,对于给定的Ge组分转折点x1,基区内建电场从发射结到集电结缓慢地增大.在Ge组分恒定的区域,内建电场变化甚微,在Ge组分为线性缓变区域的同一位置x处,内建电场随Ge组分转折点x1的增大而缓慢地增大.此外,在x1附近内建电场变化有一个很大的陡坡.     

HBI中基区内建电场的物理机制及其理论分析

计算了具有线性Ｇｅ分布的ＳｉＧｅ基区价带有效态密度和空穴浓度的分布，分析了基区内建电场的物理机制，分别采用Ｂｏｌｔｚｍａｎ统计和Ｆｅｒｍｉ－Ｄｉｒａｃ统计给出了内建电场分布的表达式并进行了计算，最后讨论了基区重掺杂对电场的影响。     

HBT中基区内建电场的物理机制及其理论分析

计算了具有线性Ｇｅ 分布的ＳｉＧｅ 基区价带有效态密度和空穴浓度的分布，分析了基区内建电场的物理机制，分别采用Ｂｏｌｔｚｍ ａｎｎ 统计和Ｆｅｒｍ ｉ Ｄｉｒａｃ统计给出了内建电场分布的表达式并进行了计算，最后讨论了基区重掺杂对电场的影响     

基区Ge组分分布对SiGe pnp HBT的影响

采用SiGe异质结结构提高pnp晶体管的性能,重点研究了Ge组分在基区的三角形分布对晶体管电流增益β和特征频率fτ的影响。三角形分布,又分为起点为零和不为零两种情况。同时为了消除集电结处SiGe异质结的价带势垒对空穴输运的影响,Ge组分向集电区延伸进一步提高了晶体管的性能。得到最大电流增益β可达150和特征频率fτ可达15GHz的pnp SiGe HBT,可以广泛地应用到通信、微波和射频领域。     

pnp型SiGe HBT特性与Ge组分分布的相关性

在进行pnp型SiGe HBT的设计时,通过改变基区Ge组分改变能带结构,从而获得较高的电流增益和截止频率。本文就基区中Ge组分分布的三种形式:三角形、梯形、矩形进行计算机模拟并对结果进行讨论,发现其他条件相同时,梯形分布的pnp SiGe HBT的放大系数最大,而且梯形和三角形随Ge组分的增大而增大,但是矩形分布在Ge组分增大到一定数值后开始减小,而特征频率情况类似。     

基区Ge组分分布对SiGe HBT热学特性的影响

建立了SiGe HBT热电反馈模型,对基区Ge组分矩形分布、三角形分布和梯形分布的SiGe HBT的热特性进行研究。结果表明,在Ge总量一定的前提下,Ge组分为三角形和梯形分布结构的SiGe HBT峰值温度较低、温差较小,温度分布的均匀性优于Ge组分矩形分布结构的SiGeHBT,具有更好的热特性。对不同Ge组分分布下器件增益与温度的依赖关系进行研究,发现当基区Ge组分为三角形和梯形分布时,随着温度升高,器件增益始终低于Ge组分矩形分布的器件,且增益变化较小,提高了器件的热学和电学稳定性,扩大了器件的应用范围。     

基区不同Ge组分分布的多指SiGe HBT热学特性

基于半导体器件仿真工具SILVACO TCAD,研究了三种常见的基区Ge组分分布(矩形、梯形和三角形)对多指功率SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的热学特性的影响。结果表明,基区Ge组分为梯形分布和三角形分布的多指SiGe HBT的增益随温度变化比较平缓,各发射极指的峰值温度明显小于矩形分布的各指峰值温度,器件纵向和表面温度分布也更加均匀,因此,与矩形分布相比,梯形分布和三角形分布的多指SiGe HBT在热学特性上有了很大的改善,电学特性也相对热稳定。在这三种结构中,梯形分布可以更好地兼顾增益特性和热学特性。     

SiGe异质结晶体管频率特性模型研究

在分析载流子输运和分布的基础上，建立了SiGe异质结晶体管(HBT)各时间常数模型；在考虑发射结空间电荷区载流子分布和集电结势垒区存在可劝电荷的基础上，建立了SiGe HBT发射结势垒电容模型和不同电流密度下包括基区扩展效应的集电结势垒电容模型。对SiGe HBT特征频率及最高振荡频率与电流密度、Ge组分、掺杂浓度、结面积等之间的关系进行了模拟，对模拟结果进行了分析和讨论。     

应变SiGe层中本征载流子浓度的计算

采用解析的方法研究了应变Si_(1-x)Ge_x层中本征载流子浓度n_i与Ge组分x、温度T、掺杂浓度N的定量依赖关系;拟合了价带有效态密度公式和重掺杂禁带变窄公式。发现在一定掺杂浓度下,本征载流子浓度随Ge组分的增加而变大,并且本征载流子浓度增加的速度越来越快。在一定Ge组分下,本征载流子浓度随掺杂浓度的增加而变大。随着掺杂浓度的增加,本征载流子浓度的增长速度变得越来越缓慢。     

氮掺杂对4H—SiC电子结构的影响

采用广义梯度近似的密度泛函理论方法计算了4H—SiC的本征态的电子结构以及4H—SiC材料N掺杂后的电子结构,计算结果表明：与本征态相比,N掺杂后的4H—SiC的导带与价带均向低能端移动,导带移动幅度大于价带,使得掺杂后的禁带宽度小于本征态的禁带宽度：导带底进入N的2s态和2p态,但它们所占比重小,掺杂浓度变化对导带底...