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自掩蔽结构的GaAs异质结双极型微波晶体管

一、引言 宽发射极晶体管的概念W.Shockley卿早在1951年就已提出,但工艺上无法实现。直到70年代后期随着砷化稼多层外延技术的发展,这种用GaAs和GaAIAs做成的宽发射极晶体管才得以实现。 在GaA:/GaAIA。宽发射极晶体管中,发射极注人效率夕主要由发射区(Ga工一:Al:As)和基区(GaAs)的禁带宽度差来决定,可近似为栩: 夕、l一exp(一乙E二/凡T)(1) 式中,乙E:二E::一E:。(E。:为发射区的禁带宽度,与Al的含量x有关;E:。为基区的禁带宽度)。因而发射区和基区杂质剖面不再受尹约束,可以在更宽的范围内变化。例如,在NPn型(“N”表示禁带宽度较宽的区)宽发射极GaA。晶体管中,我们可把基区杂质浓度做第5期自掩蔽结构的GaAs异质结双极型微波晶体管到10招~10lscm一,,发射区杂质浓度做到1 015~10’6cm一,,而晶体管的hf,仍可做得比较高(2O~1 000)。这种新型的杂质剖面...  (本文共5页) 阅读全文>>

《移动通信》1972年03期
移动通信

微波晶体管的理论和设计

一、引言 微波晶体管已被公认为晶体管技术的尖端。它们不仅是难以制作,而且大部分比较需要的参数都是最佳化的。但由于几何图形非常精细以及所用的浅扩散方法,所得结果与低须晶体管此较还是不相上下,尽管一块值径1 .5时的硅片能够容纳将近8000个管芯为0.015时的晶体管。 夕、 劝、l,..,磊二二袱入、、…:{ 心lo功率幼出(瓦︸ 45领率才4兆赫)图1微波晶体管噪声指数与功率 输出图(1970年11月)一48一现今典型的小信号晶体管的最大振葛频率超过了15千兆赫。在500兆赫时,噪声指数小于1分贝,在6千兆赫时,噪声指数小于6分贝。功率输出也是相当可观的—在1千兆赫时攀值为100瓦,在4千兆赫时有5瓦连续波。图1系1970年11月份测得的噪声指数及功率输出与频率关系的简图。 如果以超过1千兆赫须率的振蕃或有效增益作为衡量微波晶体管的尺度,那么在1958一1959年间所用的锗台面晶体管和微合金晶体管便是最早出现的微波晶体管了。路,...  (本文共28页) 阅读全文>>

《半导体情报》1972年02期
半导体情报

微波晶体管——理论和设计

一、引言 目前,微波晶体管的工艺水平已经被认为达到了顶点。这不仅是因为它们已难以制造,而且大部分所希望的参数业已最佳化。由于采用了相当精细的几何结构和浅结扩散,与低频晶体管相比,微波晶体管的成品率相对地来说已不算低。这个情况是不顾以下事实而存在的:在直径为1.5时的硅片上可以制作管芯为0.015时的800。个晶体管。 就典型的小信号晶体管而言,其最高振荡频率现在已经超过15千兆赫,在50。兆赫下、噪10Oe 1001O要.9一门 」\、。 、\︵国尔]熟睽仪华民 \、 、\户‘,尸,一户户廿‘,矛长宁亡LLI﹄‘﹄卜‘JrJ‘,亡︵时︶王滓拼口声系数小于1分贝;在6千兆赫下,小于6分贝。功率输出也是相当可观的,在1千兆赫下,峰值功率为100瓦,在4千兆赫下,连续输出5瓦。图1给出了1970年11月的微波晶体管的噪声系数和输出功率对频率的曲线图。 如果用1千兆赫以上的振荡或者有用增益作为对微波工作的判断标准的话,那末,1958年到...  (本文共19页) 阅读全文>>

《半导体情报》1972年04期
半导体情报

微波晶体管—理论和设计(二)

三、晶体管设计和制造 这一节将简单地叙述晶体管设计制造过程中的最重要的步骤。为了减小篇幅,对于不是微波晶体管所特殊要求的工艺仅作简单的叙述,象清洗步骤等其他详细工艺将完全不叙述。图13是制作微波晶体管的主要步骤的流程图。一一}一巨吵巨堕困一}一进竺竺到”进一竺{一!一{”述当一} ’州结构图形掩模}一I厂,一,一一, 一{基区淀积} ! I 落 圣一! } {光亥。{网令阿司一{ ┌──────┐ │质子增强扩散│ └──────┘┌──┐┌────┐┌──┐│扩散││形成基区││光刻│└──┘└────┘└──┘ ┌──────┐ │离子注人 │ └──────┘·座回分区到,座列令画斗}“面“属化磨抛等{一厕图13硅微波晶体管的工艺流程图(简化) (一)结构的选择 在制作技术的限度内,设计者在制造器件时必须尽可能完善地考虑满足精确设计的要求。超出设计时,将导致器件不经济和在应用频率下不稳定。因此,除了需要满足器件性能要求外,...  (本文共15页) 阅读全文>>

《微电子学》1972年Z1期
微电子学

低噪声微波晶体管

随着准毫米波或毫米波脉码调制通讯方式的发展,要求相应地发展微波频段用的低噪声微波晶体管。为了实现现阶段的目的,应采取这样的方法,即以工作稳定的发射极接地方式使用作为主体的硅NPN平面型晶体管。关于微波晶体管的设计、制造技术,最近在各公司都有特定的方法发表,现在人们认为最有效的方法,基本上是由砷扩散形成发射极区、应用硼的热扩散或离子注入形成的基区,以及以铂为主体构成电极的方法。与此同时,还必须减小产生的寄生电阻、寄生电容及寄生电感成分,并且按照微波集成电路的电路结构作出相匹配的封装设计等。笔者曾在过去发表的文献中作过与制造工艺技术有关的基础探讨〔‘’,有关各种电极金属与硅表面物性的探讨〔“,,考虑了工艺条件的晶体管设计理论的探讨‘“’,计入寄生元件的设计理论计论‘4’,以及封装设计所必需的各种带线电路的探讨‘“’。本文介绍,由采用掺杂氧化层的砷扩散发射极、硼的热扩散工艺、及表面处理技术的改进等方法,已成功地发展了2千兆赫下噪声系数...  (本文共7页) 阅读全文>>

《半导体情报》1990年01期
半导体情报

微波晶体管的开发动向

一、两个重要的开发动向 为了使晶体管能在微波乃至毫米波领域获得优良的高频噪声和功率性能,器件要具备如一F几‘种特性: “.选择的是高电子迁移率和高电子速度的高质量外延材料; b。在沟道中有高的掺杂浓度或电子薄层沙度; C。有又的寄生电阻和电容; d.非常短的渡越时间; e.沟道对载流子有良好的限制。 近十年来,微波晶体管的开发工作主要是围绕上述各方面进行的。我认头忿期间重要的研究动向有下述两方面。 了.横向结构进一步微细化-一FET的栅长 (L:)向超短化发展 L:已从微米经亚微米、半微米、亚半微米、1/4二m缩矩沙!o。1件m,甚至出现亚0.1终m的FFT。 刀、性能和成品率两方而考虑,一般认为:SGHz以下,L。取1件m;5一ZoGHz取0.5件m;20 一3oGHz取0.3协m;3oGHz以上取0.25协m;70一goGHz取0.1林m为宜,0.5纬m以下采用光学曝光方法制成,而0.3尽m以下则多用电子束方法形成。 缩短栅...  (本文共6页) 阅读全文>>