SOI SiGe HBT结构设计及频率特性研究

将SOI技术优势引入SiGe HBT,可满足当前BiCMOS高速低功耗的应用需求.SOI SiGe HBT作为BiCMOS工艺的核心器件,其频率特性决定了电路所能达到的工作速度.为此,本文针对所提出的SOI SiGe HBT器件结构,重点研究了该器件的频率特性,并通过所建立的集电区电容模型予以分析.规律和结果为:1)SOI SiGe HBT特征频率随集电区掺杂浓度的升高而增加;2)SOI SiGe HBT特征频率与集电极电流IC之间的变化规律与传统SiGe HBT的相一致;3)正常工作状态,SOI SiGe HBT(集电区3×1017cm-3掺杂)最高振荡频率fmax大于140 GHz,且特征频率fT大于60 GHz.与传统SiGe HBT相比,特征频率最大值提高了18.84%.以上规律及结论可为SOI SiGe HBT及BiCMOS的研究设计提供重要依据.     

随机共振系统输入阈值的频率特性

通过对双稳态系统和Ｈｉｎｄｍａｒｓｈ-Ｒｏｓｅ神经元输入信号阈值的频率特性进行数值计算，分别研究了非自激和可自激随机共振系统输入阈值随信号频率的依赖关系，提出了确定非自激系统阈值的频率特性的解析方法；指出了可自激系统阈值的频率特性可能在某些频区出现反常极小现象，并对产生这一现象的物理原因进行了理论分析． 关键词：     

阶跃光纤中轴对称导波模式的功率-频率特性

在光纤端面中心有一点光源的假设下,求出了阶跃光纤中TM模式和TE模式的电场和磁场,进而求得了各模式在纤芯和包层中的传输功率,并分析了各模式功率以及模式间功率比的频率特性.     

GaAs/AlGaAs超晶格的光致发光

在室温下测量了GaAs/A l0.3Ga0.7As超晶格的光致发光,发现在波长λ=761 nm处存在一较强的发光光峰,此发光峰目前尚未见报道。经理论分析表明,此峰是量子阱中的第一激发态电子与受主空穴复合发光。实验还观测到在λ=786 nm处,λ=798 nm处和λ=824 nm处分别存在一发光峰,分析表明λ=786 nm处的发光峰为量子阱阱中费米能级附近的电子与轻空穴复合发光;λ=798 nm处的发光峰为量子阱内的基态电子到轻空穴的复合发光;λ=824 nm处的发光峰为阱中激子复合复合发光。理论计算与实验结果符合的很好。     

非恒功率加热技术的研究

 讨论了高温高压生长金刚石单晶的非恒功率加热技术的理论和实验依据，并用配有计算机的装置在国产六面顶高压设备上实现了工业化生产规模的非恒功率加热技术，同时生长出了优质粗颗粒单晶。     

SOI SiGe HBT电学性能研究

研究了SOI衬底上SiGe npn异质结晶体管的设计优化.给出了器件基本直流交流特性曲线,分析了与常规SiGeHBT的不同.由于SOI衬底的引入使SOI SiGe HBT成为四端器件,重点研究了衬底偏压对Gummel曲线、输出特性曲线以及雪崩电流的影响.最后仿真实现材料物理参数和几何物理参数对频率特性的改变.结果表明SOI SiGeHBT与常规器件相比具有更大的设计自由度.SOI SiGe HBT的系统分析为毫米波SOI SiGe BiCMOS电路的设计提供了有价值的参考.     

SiGe HBT势垒电容模型

在考虑SiGe HBT的势垒电容时，通常的耗尽层近似不再适用，应考虑可动载流子的影响.在分析研究SiGe HBT载流子输运的基础上，建立了考虑发射结势垒区内载流子分布的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.将以上势垒电容 模型应用于SiGe HBT频率特性模拟，模拟结果与实验结果符合得很好. 关键词： SiGe HBT 势垒电容 微分电容     

SiGe HBT大信号等效电路模型

基于SiGe HBT(异质结双极晶体管)的物理模型，建立了描述SiGe HBT的大信号等效电路模型.该等效电路模型考虑了准饱和效应和自热效应等，模型分为本征和非本征两部分，物理意义清晰，拓扑结构相对简单.该模型嵌入了PSPICE软件的DEVEO(器件方程开发包)中.在PSPICE软件资源的支持下，利用该模型对SiGe HBT器件进行了交直流特性模拟分析，模拟结果与理论分析结果相一致，并且与文献报道的结果符合较好. 关键词： SiGe HBT 等效电路模型 PSPICE     

GaAs/AlGaAs异质结动力学行为研究

建立在空间电荷转移框架下,考虑GaAs/AlGaAs异质结物理模型,推导相应动力学方程,比较详细地分析了系统随激励电场变化出现的复杂分支情况.分析表明,直流场下稳态解和周期振荡解并存,理论上对滞后现象进行解释.对GaAs/AlGaAs异质结在微波场中动力学行为进行数值模拟,得到在输入场强度变化的一定范围内,具有锁频、准周期和混沌特性 关键词： 负微分电导率 异质结 分支 混沌     

高功率线性梯度折射率GaAs/AlGaAs单量子阱激光器

应用MOVPE研制出梯度折射率分别限GaAs/AlGaAs单量子阱激光器，室温单面连续输出光功率超过500mW,激射波长为820.3nm,并讨论了注入电流和温度改变对波长的影响。     

AlGaAs/InGaAs/GaAs赝配高电子迁移晶体管的kink效应研究

利用二维器件模拟软件MEDICI对AlGaAs/InGaAs/GaAs赝配高电子迁移晶体管器(PHEMT)件进行了仿真，研究了PHEMT器件的掺杂浓度与电子浓度分布，PHEMT器件内部的电流走向及传输特性，重点研究了不同温度和不同势垒层浓度情况下PHEMT器件的kink效应.研究结果表明：kink效应主要与处于高层深能级中的陷阱俘获/反俘获过程有关，而不是只与碰撞电离有关. 关键词： 高电子迁移率晶体管 kink效应 二维电子气     

利用51微米激光器测量中红外光波导损耗(英文)

一种新型的采用AlGaAs材料设计制成的光波导显示了其在中红外激光器方面的应用。波导部分包含在两个GaAs的包层之间,两个包层的掺杂材料限制光场在波导中传播并且降低损耗。三个不同长度的波导经过切入式测量得到它们的内部传播损耗为1 5dB/cm和耦合损耗为9dB。所采用的中红外激光器的波长是5 1μm,输出功率在45毫瓦以上。从光波导输出的光功率只有几个毫瓦。     

激光显微拉曼技术检测晶体管工作电流导致的器件自加热现象

随着晶体管尺寸的日益缩小,不良热效应成为晶体管失效重要原因之一.现有的检测器件热分布的手段的空间分辨率较低,不能原位直观地获得这些尺寸越来越小的晶体管的工作过程中的热分布情况.本文针对以上问题,在变温系统上探索利用激光显微拉曼光谱技术原位检测晶体管的自热效应,结果表明可以通过器件衬底上硅的一阶声子振动的拉曼谱峰频率随温...     

Effect of electron screening on the photoluminescence in GaAs/AlGaAs quantum wells

Magneto-photoluminescence of one-side-doped GaAs/AlGaAs single quantum well is measured. Dependence of the spectra on the well width revealed that the long range screening effect of two-dimensional electrons on a free hole plays an important role in the process of recombination.     

复合腔回旋管高频结构

为了提高回旋管的工作效率,高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构,同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析,为了降低模式之间的耦合程度,采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比,采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力,并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。     

Effect of hydrogen on modulation-doped AlGaAs/InGaAs/GaAs heterostructures: a photoluminescence study

The effect of hydrogen on donors and interface defects in silicon modulation doped Al_xGa_1−xAs/In_yGa_1−yAs/GaAs heterostructures has been investigated by photoluminescence (PL). Hydrogenation was carried out on two sets of samples, one set consists of high quality pseudomorphic heterostructures and another set having partially lattice relaxed structures prone to the defects. On exposure of high quality pseudomorphic structures to hydrogen plasma above 150 °C, a significant blue shift in the PL peak positions as well as bandwidth narrowing is observed. This indicates, the reduction in two-dimensional electron gas in the In_yGa_1−yAs quantum well due to hydrogen passivation of silicon donors in the Al_xGa_1−xAs supply layer. The reactivation of the donors is observed upon annealing the hydrogenated sample for 1 h at 250 °C under hydrogen ambient. Another interesting feature is a significant improvement in the PL of lattice-relaxed structures upon hydrogenation of the samples above 250 °C, which is attributed to the hydrogen passivation of interface defects due to the misfit dislocations.     

高功率808nm InGaAsP—GaAs分别限制结构的半导体激光器

介绍了研究分别限制结构ＩｎＧａＡｓＰ－ＧａＡｓ半导体激光器所得到的最新成果。利用引进的俄国技术，基于量子阱结构的ＩｎＧａＡｓＰ－ＧａＡｓ激光器，可用短时间液相外延技术制造。在ＧａＡｓ衬底上制成的ＩｎＧａＡｓＰ－ＧａＡｓ分别限制结构的激光器，主要参数如下：发射波入λ＝８０８ｎｍ，阈值电流密度Ｊ＝３００Ａ／ｃｍ＾２，对于条宽ω＝１００μｍ的激光器，连续功率为１－２Ｗ。     

Room temperature polarized photoreflectance and photoluminescence characterization of AlGaAs/InGaAs/GaAs high electron mobility transistor structures

We have characterized the properties of three AlGaAs/InGaAs/GaAs pseudomorphic high electron mobility transistor structures with two different well widths fabricated by molecular beam epitaxy on (0 0 1) GaAs substrates with different threading dislocation densities using room temperature photoreflectance (PR) and photoluminescence (PL). The samples were denoted as A, B and C with well widths of 140, 160 and 160 Å, respectively. Samples A and B were grown on substrates with lower threading dislocation densities. For samples B and C, the well width exceeds the pseudomorphic limit so that there is some strain relaxation and related misfit dislocations, as determined from X-ray measurements. In order to detect the anisotropic strain of the misfit dislocations related to strain relaxation, the PR measurements were performed for incident light polarized along [1 1 0] and directions. Evidence for the influence of the strain relaxation upon the relaxed channel was provided by the observed anisotropy of the polarized PR features and reduction of the intensity of PL signals in the InGaAs channel layer. The lowest lying intersubband transition has been confirmed by a comparison of the PR and PL spectra. Signals have been observed from every region of the sample making it possible to evaluate the In and Al compositions, channel width and two-dimensional electron gas density as well as the properties of the GaAs/AlGaAs multiple quantum well buffer layer.     

复合腔回旋管高频结构

为了提高回旋管的工作效率,高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构,同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析,为了降低模式之间的耦合程度,采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比,采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力,并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。