InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管技术研究

介绍了InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT)材料生长、器件结构与设计、制作工艺和性能测试以及在振荡器中的应用等方面的研究.采用发射极-基极自对准工艺制作了InP/InGaAs/InP DHBT器件,发射极尺寸为1.5μm×10μm的器件小电流直流增益β约25,集电极-发射极击穿电压BVCEO≥10V,截止频率,ft和最高振荡频率,fmax分别为50和55GHz;     

InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管技术研究

介绍了InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT)材料生长、器件结构与设计、制作工艺和性能测试以及在振荡器中的应用等方面的研究.采用发射极-基极自对准工艺制作了InP/InGaAs/InP DHBT器件,发射极尺寸为1.5μm×10μm的器件小电流直流增益β约25,集电极-发射极击穿电压BVCEO≥10V,截止频率,ft和最高振荡频率,fmax分别为50和55GHz;     

微空气桥隔离的自对准AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管

利用微空气桥隔离和自对准技术成功地研制出了自对准结构的AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管.器件展现出良好的直流和高频特性.对于发射极面积为2μm×15μm的器件,直流电流增益大于10,失调电压(Offsetvoltage)200mV;电流增益截止频率f_T大于30GHz,最高振荡频率f_max约为50GHz.     

高功率附加效率的InGaP/GaAs功率HBT

采用发射极-基极金属自对准工艺,成功研制出了InGaP/GaAs功率HBT.发射极尺寸为(3μm×15μm)×16的功率器件的截止频率和最高振荡频率分别为55GHz和35GHz.在片load-pull测试表明:当工作频率为1GHz时,器件工作在AB类,该功率管最大输出功率为23.5dBm,最大功率附加效率达60%,P1dB的输出功率为21dBm,对应增益为16dB,工作电压为3.5V.     

最高振荡频率为620GHz的0.25μm InP DHBT器件北大核心

磷化铟双异质结双极型晶体管(InP DHBT)具有非常高的截止频率以及较高的击穿电压(相对Si/SiGe而言),适合于太赫兹单片集成电路的研制。图1和图2分别展示了南京电子器件研究所研制的101.6mm(4英寸)0.25 μm InP DHBT器件剖面图和高频性能,器件电流增益(β)为25,击穿电压(BVCEO)为4.2 V(Je=10 μA/μm2),电流增益截止频率(ft)和最高振荡频率(fmax)分别达到390 GHz和620 GHz。基于0.25 μm InP DHBT工艺,研制了340GHz单片集成放大器,该放大器小信号S参数测试结果如图3所示,300 GHz 增益为 15 dB,340 GHz 增益为 7.5 dB。     

162GHz自对准InP/InGaAs异质结双极型晶体管

报道了发射极自对准的InP基异质结双极型晶体管.在集电极电流Ic=34.2mA的条件下,发射极面积为0.8μm×12μm的InP HBT截止频率fT为162GHz,最大振荡频率fmax为52GHz,最大直流增益为120,偏移电压为0.10V,击穿电压BVCEO达到3.8V(Ic=0.1μA).这种器件非常适合在高速低功耗方面的应用,例如OEIC接收机以及模拟数字转换器.     

A 162GHz Self-Aligned InP/InGaAs Heterojunction Bipolar Transistor

报道了发射极自对准的InP基异质结双极型晶体管.在集电极电流Ic=34.2mA的条件下,发射极面积为0.8μm×12μm的InP HBT截止频率fT为162GHz,最大振荡频率fmax为52GHz,最大直流增益为120,偏移电压为0.10V,击穿电压BVCEO达到3.8V(Ic=0.1μA).这种器件非常适合在高速低功耗方面的应用,例如OEIC接收机以及模拟数字转换器.     

高功率附加效率的InGaP/GaAs功率HBT

采用发射极基极金属自对准工艺，成功研制出了InGaP/GaAs功率HBT．发射极尺寸为(3μm×15μm)×16的功率器件的截止频率和最高振荡频率分别为55GHz和35GHz．在片load-pull测试表明：当工作频率为1GHz时，器件工作在AB类，该功率管最大输出功率为23.5dBm，最大功率附加效率达60%，P1dB的输出功率为21dBm，对应增益为16dB，工作电压为3.5V．     

Performance of a Self-Aligned InP/GaInAs SHBT with a Novel T-Shaped Emitter

研究了一种采用新的T型发射极技术的自对准InP/GaInAs单异质结双极晶体管.采用了U型发射极图形结构、选择性湿法腐蚀、LEU以及空气桥等技术,成功制作了U型发射极尺寸为2μm×12μm的器件.该器件的共射直流增益达到170,残余电压约为0.2V,膝点电压仅为0.5V,而击穿电压超过了2V.器件的截止频率达到85GHz,最大振荡频率为72GHz,这些特性使此类器件更适合于低压、低功耗及高频方面的应用.     

采用新的T型发射极技术的自对准InP/GaInAs单异质结双极晶体管的性能

研究了一种采用新的T型发射极技术的自对准InP/GaInAs单异质结双极晶体管.采用了U型发射极图形结构、选择性湿法腐蚀、LEU以及空气桥等技术,成功制作了U型发射极尺寸为2μm×12μm的器件.该器件的共射直流增益达到170,残余电压约为0.2V,膝点电压仅为0.5V,而击穿电压超过了2V.器件的截止频率达到85GHz,最大振荡频率为72GHz,这些特性使此类器件更适合于低压、低功耗及高频方面的应用.     

截止频率为238GHz的亚微米InGaAs/InP异质结双极晶体管

研制成功了一种无微空气桥的亚微米InP基异质结双极晶体管(HBT).发展了小于100nm的发射极侧向腐蚀工艺,实现了亚微米的InP基HBT.发射极宽度的减小有效提高了频率特性,发射极面积为0.8μm×15μm的HBT的电流增益截止频率达到了238GHz.发展了基极-集电极的侧向过腐蚀工艺,有效减小了结面积,提高了最大振荡频率.Kirk电流密度达到了3.1mA/μm2.据我们所知,电流增益截止频率是目前国内三端器件中最高的,Kirk电流密度是国内报道的HBT中最高的.这对于HBT器件在超高速电路中的应用具有十分重要的意义.     

截止频率为238GHz的亚微米InGaAs/InP异质结双极晶体管

研制成功了一种无微空气桥的亚微米InP基异质结双极晶体管（HBT) . 发展了小于100nm的发射极侧向腐蚀工艺,实现了亚微米的InP基HBT. 发射极宽度的减小有效提高了频率特性,发射极面积为0.8μm×15μm的HBT的电流增益截止频率达到了238GHz. 发展了基极-集电极的侧向过腐蚀工艺,有效减小了结面积,提高了最大振荡频率. Kirk电流密度达到了3.1mA/μm2. 据我们所知,电流增益截止频率是目前国内三端器件中最高的,Kirk电流密度是国内报道的HBT中最高的. 这对于HBT器件在超高速电路中的应用具有十分重要的意义.     

MBE生长的InP DHBT的性能

报道了一种自对准InP/InGaAs 双异质结双极晶体管的器件性能.成功制作了U型发射极尺寸为2μm×12μm的器件,其峰值共射直流增益超过300,残余电压约为0.16V,膝点电压仅为0.6V,而击穿电压约为6V.器件的截至频率达到80GHz,最大震荡频率为40GHz.这些特性使此类器件更适合于低压、低功耗及高频方面的应用.     

掺砷多晶硅发射极RCA晶体管

研究了掺砷多晶硅发射极RCA晶体管的工艺实验技术.以先进多晶硅发射极器件制备工艺为基础,在淀积发射极多晶硅之前,用RCA氧化的方法制备了一层超薄氧化层,并采用氮气快速热退火的方法处理RCA氧化层,制备出可用于低温超高速双极集成电路的掺砷多晶硅发射极RCA晶体管.晶体管的电流增益在-55-+125℃温度范围内的变化率小于15%,而且速度快,发射区尺寸为4×10μm2的RCA晶体管其特征频率可达3.3GHz.     

Si/a-Si:H异质结微波双极型晶体管实验研究

本文首次报道采用重掺杂的氢化非晶硅(n~+a-Si∶H)作发射极的硅微波双极型晶体管的制备和特性.该器件内基区方块电阻2kΩ/□,基区宽度0.1μm,共发射极最大电流增益21(V_(cB)=6V,I_c=15mA),发射极Gummel数G_B值已达1.4×10~(14)Scm~(-4).由S参数测得电流增益截止频率f_s=5.5GHz,最大振荡频率f_(max)=7.5GHz.在迄今有关Si/a-Si HBT的报道中,这是首次报道可工作于微波领域里的非晶硅发射极异质结晶体管.     

MBE生长的InP DHBT的性能

报道了一种自对准InP/InGaAs 双异质结双极晶体管的器件性能.成功制作了U型发射极尺寸为2μm×12μm的器件,其峰值共射直流增益超过300,残余电压约为0.16V,膝点电压仅为0.6V,而击穿电压约为6V.器件的截至频率达到80GHz,最大震荡频率为40GHz.这些特性使此类器件更适合于低压、低功耗及高频方面的应用.     

一种采用超自对准工艺技术的30ps硅双极集成电路

借助于递减横向几何尺寸和形成浅结的办法,已经研制出新的30ps 硅双极集成电路。采用超自对准工艺技术(SST)已制造出一种具有0.35μm 发射极条宽和1.57μm 基区范围的 NPN 晶体管。该器件在集电极-发射极电压为1V 和 3V 时,f_T 分别为13.7GHz 和17.1GHz。非阈逻辑每门传输延迟时间已做到30ps/门,低电流型逻辑每门传输延迟时间已达50ps/门。     

f_T为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管

报道了具有最高单位电流增益截止频率(f_T)的Si异质结双极晶体管(HBT)的制作。器件的f_T值达75GHz,集电极-基极偏压1V,本征基区层电阻(R_(bi))17kΩ/□,发射极宽0.9μm。该器件用SiGe作基底材料,采用多发射极双极工艺制作,其75GHz的性能指标几乎比Si双极晶体管的速度提高一倍。45nm基区中的Ge是缓变的,这样就产生了约为20kV/cm的漂移电场,因而本征渡越时间仅为1.9ps。     

面向100 GHz+数模混合电路的0.5 μm InP DHBT工艺（英文）

报道了一种高性能的3英寸磷化铟双异质结双极型晶体管工艺.发射极尺寸为0.5μm×5μm的磷化铟双异质结双极型晶体管,电流增益截止频率以及最高振荡频率分别达到350 GHz以及532 GHz,击穿电压4.8 V.基于该工艺研制了114 GHz静态分频器以及170 GHz动态分频器两款工艺验证电路,这两款电路的工作频率均处于国内领先水平.     

掺砷多晶硅发射极RCA晶体管

研究了掺砷多晶硅发射极RCA晶体管的工艺实验技术.以先进多晶硅发射极器件制备工艺为基础,在淀积发射极多晶硅之前,用RCA氧化的方法制备了一层超薄氧化层,并采用氮气快速热退火的方法处理RCA氧化层,制备出可用于低温超高速双极集成电路的掺砷多晶硅发射极RCA晶体管.晶体管的电流增益在-55—+125℃温度范围内的变化率小于15%,而且速度快,发射区尺寸为4×10μm2的RCA晶体管其特征频率可达3.3GHz.