收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

砷化镓基高温HBT器件及其特性研究

刘文超  
【摘要】:GaAs基HBT具有其优良的频率特性,使得它在微波及毫米波领域有着广泛的应用。同时,GaAs基HBT因其异质结构具有较大的△E_g,在高频功率方面有着广泛的应用前景。目前,GaAs基HBT的使用温度远未达到其理论极限。本论文以提高欧姆接触的高温可靠性入手,着重对高溫HBT器件及其特性进行了研究。 通过对器件失效机制的分析得出,高温下器件欧姆接触性能的退化和失效是制约HBT器件应用的主要因素。为了进一步提高HBT器件的高温特性,论文采用Ti、Mo、W等难容金属制备GaAs基HBT器件的欧姆接触电极。通过采用(NH_4)_2S溶液钝化处理技术和快速合金化技术,得到了理想的难熔金属欧姆接触,其最小比接触电阻达到10~(-6)Ωcm~2。并经过对样品的电学特性和结构特性研究,分析了(NH_4)_2S溶液钝化效应的机理和欧姆接触的形成机理。 分析了HBT纵向结构中各层的设计特点,概括了HBT器件的制备工艺。为了研究溫度对HB7性能的影响,建立了一个高温HBT电流输运模型。由于模型包括了BC结漏电流随温度和偏压的变化,所以可以用来模拟高温HBT中的“软击穿”现象:同时,利用将温度分布方程和电流方程组解耦合的方法,建立了HBT热分布模型。通过Kirchhoff变换可以将热导率随温度的变化考虑在内,使得该HBT热分布模型能够适用更多的情况。 在GaAs基DHBT器件中,集电结势垒尖峰是决定发射极-集电极饱和电压V_(CE,sat)的重要因素。研究发现,在GaAs基DHBT器件的集电结引入厚度为20nm的非掺杂i-GaAs层后,可以消除集电结导带尖峰,从基区扩散过来的电子能顺利被集电结收集,克服了导带尖峰引起的电子阻挡效应。使其发射极-集电极饱和电压V_(CE,sat)从原来的3V下降到0.6V左右;达到了在集电结不存在导带尖峰的SHBT的水平。 首次在发射结采用难熔金属Mo/W/Ti/Au代替常规的AuGeNi合金系作接触金属,同时在基极接触金属Ti/Au中加入Pt作为扩散阻挡层制备出GaAs基高温 摘要 DHBT。结果表明DHBT可以稳定工作在室温至673K的温度范围内。通过对 DHBT器件发射结和集电结二极管特性的分析得出:双异质结双极晶体管的发射 结和集电结均采用AIGalnP/G aAs异质结构,高温下能有效的抑制HBT中空穴的 反向注入;同时,器件的欧姆接触的采用难熔金属系,从而克服了高温下发射极 欧姆接触退化以及基区欧姆接触失效,这是HBT器件具有稳定的高温性能的重 要因素。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王国全;GaAs高速数据选择器测试研究[J];半导体情报;1997年03期
2 张斌珍;李科杰;张文栋;薛晨阳;陈建军;;GaAs基微机械加工技术[J];半导体技术;2006年07期
3 韩钧;林顺兵;;GaAs混频二极管的设计和制作[J];半导体技术;2006年10期
4 红卫;;高速砷化镓肖特基势垒场效应晶体管[J];微纳电子技术;1971年07期
5 杨遇春;比砷化镓优异的新型激光材料[J];稀有金属;1978年04期
6 ;第四届全国砷化镓及有关化合物学术交流会[J];半导体学报;1982年03期
7 王巧玉;砷化镓计算机技术(二)[J];微电子学与计算机;1991年08期
8 马振昌;郝景晨;郭书卫;;SZ541和SZ551型GaAs高速分频器[J];微纳电子技术;1992年02期
9 廉亚光;宋东波;郝景晨;郑晓光;;和Si ECL电路相兼容的GaAs二输入或非门电路[J];微纳电子技术;1993年05期
10 高元恺,韩爱珍,赵永春,林逸青;多晶砷化镓薄膜的制备及其性能研究[J];半导体学报;1994年10期
11 杨得全,范垂祯;砷化镓中掺硅元素的SIMS定量分析[J];真空与低温;1994年01期
12 ;直径75mm砷化镓高压单晶炉[J];固体电子学研究与进展;1995年04期
13 何为;极谱法测定砷化镓半导体中的铟[J];电子科技大学学报;1996年01期
14 从征;生长在硅衬底上的砷化镓量子点激光器[J];激光与光电子学进展;1999年11期
15 夏先齐,茅保华;用离子注入技术制作的砷化镓霍尔传感器[J];计算机自动测量与控制;1999年01期
16 ;市场传言明年GCT与GCS合并 GCT:没这回事[J];集成电路应用;2003年02期
17 Christina Nickolas;;砷化镓光学pHEMT制程技术使具成本效益的毫米波应用成为可能[J];今日电子;2010年12期
18 ;电真空器件用的冷阴极[J];真空电子技术;1971年03期
19 彭瑞伍;1983年全国砷化镓和有关化合物学术交流会在上海召开[J];半导体学报;1984年03期
20 彭彤,叶令,张开明;硫对砷化镓表面悬挂键的饱和作用[J];复旦学报(自然科学版);1995年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘大春;杨斌;戴永年;刘自力;刘永成;吴昆华;;真空法处理砷化镓废料回收镓的研究[A];2004’全国真空冶金与表面工程学术研讨会会议论文集[C];2004年
2 王志义;刘红华;崔作林;杜芳林;;Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的制备及高温特性的研究[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
3 屠海令;郑安生;张峰翊;邓志杰;王永鸿;钱嘉裕;韩庆彬;陈坚邦;;砷化镓及相关化合物半导体材料的研究进展和应用前景[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
4 朱健;徐景阳;;氩注入砷化镓中的高分辨电镜观察[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
5 姜海波;赵润;;GaAs超突变结变容二极管的设计[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
6 李拂晓;蒋幼泉;陈继义;钮利荣;高建峰;邵凯;杨乃彬;;高成品率手机用砷化镓单片开关[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
7 徐永刚;蔡昱;王义;;C波段GaAs大功率内匹配晶体管的研制[A];2010’全国半导体器件技术研讨会论文集[C];2010年
8 陈新宇;;GaAs MESFET电压驱动器[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
9 王翠卿;;C波段大功率GaAs MMIC[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
10 丁洪林;张秀风;张万昌;;GaAs核辐射探测器[A];第7届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(一)[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文超;砷化镓基高温HBT器件及其特性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
2 任殿胜;砷化镓表面特性及紫外光激发下表面氧化反应研究[D];天津大学;2003年
3 张跃宗;高温环境及大电流密度应力下GaN基欧姆接触退化机理的研究[D];北京工业大学;2009年
4 程知群;砷化镓微波单片集成电路研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
5 刘林生;Ⅲ-Ⅴ族量子结构材料生长及相关自旋电子学的研究[D];兰州大学;2007年
6 马淑芳;LED用多晶化合物的微结构调控及物性研究[D];太原理工大学;2011年
7 戚伟;砷化镓载流子注入型光开关的研究[D];浙江大学;2009年
8 王肖莹;单片集成射频微波功率放大器及开关的设计研究[D];浙江大学;2012年
9 李新福;低压电器电弧仿真研究[D];河北工业大学;2004年
10 岳远征;高K栅介质AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛兆云;砷化镓光电导探测器的质子辐照改性研究[D];四川大学;2004年
2 杨新荣;非掺半绝缘砷化镓中位错对碳微区分布的影响[D];河北工业大学;2004年
3 刘芳芳;掺锰(Mn)砷化镓(GaAs)材料性质的研究[D];河北工业大学;2003年
4 宋彦福;砷化镓固浸透镜电光检测技术[D];吉林大学;2004年
5 张春玲;半绝缘砷化镓中微缺陷的研究[D];河北工业大学;2002年
6 李亚丽;提高GaAs MESFET击穿电压的研究[D];河北工业大学;2005年
7 郑戈;用于GaAs基量子级联激光器的欧姆接触新结构、工艺与测量[D];上海交通大学;2008年
8 张亮亮;THz时域光谱系统及自由空间电光取样THz光谱测量[D];首都师范大学;2005年
9 吴振奎;砷化镓高速专用集成电路设计[D];西安电子科技大学;2005年
10 刘立浩;GaAs MESFET击穿特性研究[D];河北工业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘腾;砷化镓呼唤大资金[N];中华工商时报;2001年
2 孙荣;创新让外行驾驭顶尖技术[N];中国有色金属报;2007年
3 张小明;砷化镓产业:中国后来居上不是梦[N];中国电子报;2003年
4 陈树荣 张九红;中国能够生产砷化镓[N];人民日报海外版;2002年
5 常佳;砷化镓—成功走向规模化生产[N];中国有色金属报;2004年
6 本报记者 吴生锋通讯员 龚德明;中显:打造一流半导体新材料基地[N];扬州日报;2007年
7 君毅;全球砷化镓产业版图重组[N];电子资讯时报;2002年
8 佳莹;中科镓英立志实现以砷化镓为代表的半导体产业化[N];中国有色金属报;2003年
9 李飞;我国砷化镓产业链不断扩大[N];中国有色金属报;2003年
10 郅诗厄;半导体家族的后起之秀 砷化镓[N];北京科技报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978