InAlAs/GaSbAs/InP DHBT与InP/GaSbAs/InP DHBT性能比较分析

双异质结双极晶体管(DHBT)的性能与发射区-基区(E-B) 异质结和基区-集电区(B-C)异质结的能带突变类型关系密切, 本文基于热场发射-扩散模型, 对两类不同能带结构类型的新型DHBT的性能做了比较分析. 结论表明: 与作为当今研究热点的E-B和B-C异质结构均为全交错II型能带结构的InP/GaSbAs/InP DHBT的性能相比, E-B异质结采用传统I型、B-C异质结采用交错II型的一类新型能带结构的InAlAs/GaSbAs/InP DHBT虽然在开启电压上更高, 但具有更好的电流驱动能力、直流增益和高频性能.     

InAIAs／GaSbAs／InPDHBT与InP／GaSbAs／InPDHBT性能比较分析

双异质结双极晶体管（DHBT）的性能与发射区-基区（E．B）异质结和基区．集电区（B．C）异质结的能带突变类型关系密切,本文基于热场发射．扩散模型,对两类不同能带结构类型的新型DHBT的性能做了比较分析．结论表明：与作为当今研究热点的E．B和B．C异质结构均为全交错II型能带结构的InP／GaSbAs／InPDHBT的性能相比,E．B异质结采用传统I型、B．C异质结采用交错II型的一类新型能带结构的InAlAs／GaSbAs／InPDHBT虽然在开启电压上更高,但具有更好的电流驱动能力、直流增益和高频性能．     

一种InP双异质结双极晶体管小信号物理模型及其提取方法

研究了InP双异质结双极晶体管（DHBT）的能带结构对集电极电容的影响,解决了传统方法不能准确提取InP DHBT集电极电容的问题.考虑了基极-发射极和集电极-发射极引线间的交叠电容,并从物理上区分了InP DHBT的本征电阻、外部电阻与寄生电阻,建立了一个基于物理的InP基DHBT小信号模型.同时提出了一套直接提取模型参数的方法,该方法无需引入数学优化,具有清晰的物理意义.提取的结果在很宽的偏置范围内准确地拟合了器件特性,验证了模型的准确性与提取方法的有效性. 关键词： InP双异质结双极晶体管 集电极电容 小信号模型 参数提取     

Ge组分分布对基区杂质非均匀分布的SiGe HBT温度特性的影响

众所周知, 双极型晶体管的设计主要是基区的设计. 一般而言, 基区的杂质分布是非均匀的. 本文首先研究了非均匀的杂质高斯分布对器件温度分布、增益和截止频率的温度特性的影响, 发现增益和截止频率具有正温度系数, 体内温度较高. 随后研究了基区Ge组分分布对这些器件参数的影响. 均匀Ge组分分布和梯形Ge组分分布的SiGe 异质结双极型晶体管增益和截止频率具有负温度系数, 具有较好的体内温度分布. 进一步的研究表明, 具有梯形Ge组分分布的SiGe 异质结双极型晶体管, 由于Ge组分缓变引入了少子加速电场, 不但使它的增益和截止频率具有较高的值, 而且保持了较弱的温度敏感性, 在增益、特征频率大小及其温度敏感性、体内温度分布达到了很好的折中.     

异质结界面电荷对突变InP/InGaAs异质结双极晶体管热场发射影响研究

异质结界面电荷的存在改变了异质结的内建势, 这引起了界面势垒尖峰高度和形状的扰动, 从而使异质结界面载流子的输运产生相应的变化, 最终导致异质结双极晶体管 (HBT) 性能的改变. 基于热场发射-扩散模型, 对异质结界面电荷对InP/InGaAs HBT性能的改变做了研究, 得到结论是正极性的界面电荷有利于InP/InGaAs HBT的直流和高频特性的改善, 而负极性的界面电荷则使器件的直流和高频特性变差. 关键词： InP/InGaAs异质结双极晶体管 界面电荷 内建势 热场发射     

p-i-nInP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP探测器结构优化

利用半导体仿真工具Silvaco对p-i-n InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP近红外光探测器进行优化仿真.参考实际器件对红外探测器进行建模,并将其暗电流、光谱响应仿真结果与实验结果进行拟合,保证仿真结果的有效性.以减小探测器的暗电流为目的,优化其结构.针对探测器吸收层厚度和吸收层掺杂浓度对暗电流、光响应的影响进行研究,发现当吸收层厚度大于0.3μm后,暗电流不再上升,但光响应随着吸收层厚度的增加而增大;当吸收层掺杂浓度不断上升时,器件暗电流不断降低,当掺杂浓度上升到2×1017/cm3时,暗电流达到最低值.本文还研究了p-i-n型探测器的瞬态响应,探究了响应速度与反偏电压之间的关系,发现提高反偏电压能减小探测器响应时间.     

场助InP／InGaAsP／InP半导体光电阴极异质结能带的计算

采用双曲型的渐变函数,同时考虑加偏压时引起的阴极表面空间电荷区的变化,对场助InP/TnGaAsP/InP半导体光电阴极异质结的能带结构进行了详细的分析和计算,得到了在不同材料参数时,异质结能带结构的分布曲线.计算结果指出了达到理想的异质结传输效率时,发射层的厚度和掺杂浓度、吸收层的掺杂浓度、异质结界面处渐变区宽度以及场助偏压应满足的条件.它有助于场助半导体光电阴极的结构设计和材料参数的选择.     

单载流子传输光敏晶体管小信号等效电路模型的建立与分析

建立了单载流子传输双异质结光敏晶体管的小信号等效电路模型.分析了单载流子传输双异质结光敏晶体管光生电流的产生机制,并将其作为基极电流的一部分,引入到小信号等效电路中.分析了单载流子传输双异质结光敏晶体管中单载流子传输的输运方式对光跨导、发射结电阻、发射结结电容和集电结结电容的影响.基于所建模型,研究了InP基单载流子传输双异质结光敏晶体管的光特征频率和光电流增益受光窗口面积和入射光功率的影响.结果表明,在同样入射光功率下,存在一个最佳的光窗口面积使得光特征频率获得最大值,最佳光窗口面积随入射光功率的增加在一定面积范围内发生偏移.在固定光窗口面积(8×8μm2)条件下,随着输入光功率的增加,光特征频率先增大后减小,在280μW时达到最高值150GHz,光短路电流增益也随着光功率的增加而逐渐增加,在入射光功率750μW时达到饱和,饱和增益为82dB.     

能带工程对射频功率SiGe异质结双极晶体管热性能的改善

众所周知,基区"能带工程"可以改善Si_1-xGe _{x 基区异质结双极晶体管(HBT)的直流、频率和噪声等特性,但"能带工程"对HBT热学特性的影响的研究还很少。本文基于三维热电反馈模型,分析了"能带工程"对射频功率SiGe HBT热性能的影响。考虑到电流增益随温度的变化以及发射结电压负温度系数,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)的表达式,在此基础上给出了非均匀镇流电阻的设计,进一步提高了SiGe HBT的热稳定性 关键词： SiGe HBT Ge组分 热电反馈 镇流电阻}     

InGaAsP/InP双异质结发光管频响特性的研究

本文研究了光纤通信用1.3μmInGaAsP/InP双异质结发光管的频响特性。结果表明:器件有源区掺杂浓度;有源层厚度;注入电流;光谱特性;P-n结特性等因素,对发光管的频响特性有重要影响。老化前有源区DSD的存在与否对频响无明显关系。     

High-Breakdown-Voltage Submicron InGaAs/InP Double Heterojunction Bipolar Transistor with ft=170GHz and fmax=253GHz

The layer structure of InGaAs/InP double heterojunction bipolar transistor (DHBT) is designed to enhance the frequency performance and breakdown voltage. The composition-graded base structure is used to decrease the base transit time. The InGaAs setback layer and two highly doped InGaAsP layers are used to eliminate the conduction band spike of the collector. The submicron-emitter InGaAs/InP DHBT is fabricated successfully. The base contact resistance is greatly decreased by optimization of contact metals. The breakdown voltage is more than 6V. The current gain cutoff frequency is as high as 170GHz and the maximum oscillation frequency reached 253GHz. The DHBT with such high performances can be used to make W-band power amplifier.     

High-Speed InGaAs/InP Double Heterostructure Bipolar Transistor with High Breakdown Voltage

e design and fabricate an InGaAs/InP double heterostructure bipolar transistor (DHBT). The spike of the conduction band discontinuity between InGaAs base and InP collector is successfully eliminated by insertion of an InGaAs layer and two InGaAsP layers. The current gain cutoff frequency and maximum oscillation frequency are as high as 155 and 144GHz. The breakdown voltage in common-emitter configuration is more than 7V. The high cutoff frequency and high breakdown voltage make high-speed andhigh-power circuits possible     

A G-band terahertz monolithic integrated amplifier in 0.5-μm InP double heterojunction bipolar transistor technology

Design and characterization of a G-band(140–220 GHz) terahertz monolithic integrated circuit(TMIC) amplifier in eight-stage common-emitter topology are performed based on the 0.5-μm In Ga As/In P double heterojunction bipolar transistor(DHBT). An inverted microstrip line is implemented to avoid a parasitic mode between the ground plane and the In P substrate. The on-wafer measurement results show that peak gains are 20 dB at 140 GHz and more than 15-dB gain at 140–190 GHz respectively. The saturation output powers are-2.688 dBm at 210 GHz and-2.88 dBm at 220 GHz,respectively. It is the first report on an amplifier operating at the G-band based on 0.5-μm InP DHBT technology. Compared with the hybrid integrated circuit of vacuum electronic devices, the monolithic integrated circuit has the advantage of reliability and consistency. This TMIC demonstrates the feasibility of the 0.5-μm InGaAs/InP DHBT amplifier in G-band frequencies applications.     

Dark current simulation of InP/In0.53Ga0.47As/InP p-i-n photodiode

We report on 2D simulations of dark current for InP/In_0.53Ga_0.47aAs/InP p-i-n photodiode. Our simulation result is in good agreement with experiment confirming that generation-recombination effect is the dominant source of the dark current at low bias. Effects of the thickness and doping concentration of the absorption layer on the dark current are discussed in detail.     

1.3μmInGaAsP/InP发光管退化的研究

研究了InGaAsP/InP双异质结发光管在老化,存储过程中的退化现象及其影响因素.有快慢二种退化模式,正向I-V特性变坏是产生突然退化的最主要因素,焊料的润湿不良是导致器件退化的原因之一;在70℃,85℃老化及存储过程中,个别器件有源区内有DSD产生并长大,这并不是引起突然退化的原因.     

InGaAsP/InP边发光管特性的研究

用液相外延技术生长的外延片,制成了SiO2条形限制的InGaAsP/InP边发光管,100mA下光功率1mW,最高值1.3mW,发射波1.31μm,半宽860A。研究了外延材料特性(如p-n结位置,有源层厚度和浓度)对器件光功率,光谱特性,和Ⅰ-Ⅴ特性的影响。有源层厚度(d)对光功率和光谱半宽有重要影响,p-n结不偏位的器件,光谱特性为单一的长波长发射蜂,具有正常的Ⅰ-Ⅴ特性。p-n偏离有源层的器件,光谱特性除长波长发射峰外,尚有9700A的InP发射峰,其Ⅰ-Ⅴ特性具有异常特性,导通电压>0.9V。     

Numerical analysis of multiplication layer on dark current for InGaAs/InP single photon avalanche diodes

The dark current of Separate Absorption Grading Charge Multiplication InP/InGaAs avalanche photodiodes(APDs) has been numerically analyzed. Effects of doping concentration, carrier lifetime and trap concentration of multiplication depletion layer on the dark current have been studied. The results indicated that the dark current of InP/InGaAs APDs strongly depended on the carrier lifetime, which was influenced by the doping and trap concentration. These characteristics can be used to analyze some problems in the device fabrication.     

1.3μmInGaAsP/InP涂层结构超辐射发光二极管输出特性的理论和实验

本文用考虑了增益饱和和热效应的耦合速率方程,对减反射涂层结构1.3μmInGaAsP/InP超辐射发光二极管的输出特性进行了计算,给出了腔长、有源层厚度和后腔面反射率对其输出光功率的影响以及光谱半宽随腔长和注入电流的变化。计算结果与我们制备的该结构超辐射发光二极管测试结果有较好的符合。