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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

张瑜洁 张万荣 金冬月 陈亮 付强 郭振杰 邢光辉 路志义

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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

张瑜洁, 张万荣, 金冬月, 陈亮, 付强, 郭振杰, 邢光辉, 路志义

Effects of Ge profile on thermal characteristics of SiGe heterojunction bipolar transistor with non-uniform doping profile in base region

Zhang Yu-Jie, Zhang Wan-Rong, Jin Dong-Yue, Chen Liang, Fu Qiang, Guo Zhen-Jie, Xing Guang-Hui, Lu Zhi-Yi
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  • 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.
    As is well known, base region is the design focus of bipolar junction transistor (BJT). Generally, the doping distribution in base is non-uniform. In this paper, the effects of different Gaussian dopings in the base on bulk temperature distribution, temperature dependences of current gain and cut-off frequency are first studied. It is found that current gain and cut-off frequency of BJT have positive temperature coefficients, and the temperature in bulk is high. Then, the effect of Ge composition distribution on these device parameters is investigated. It is found that the SiGe heterojunction bipolar transistors (HBTs) with box Ge composition distribution and trapezoidal Ge composition distribution have negative temperature coefficients of current gain and cut-off frequency, and have good bulk temperature distributions. Furthermore, the SiGe HBT with trapezoidal Ge profile has higher current gain and cut-off frequency, and its temperature insensitivity is kept. The good trade-off is made among the magnitudes of current gain and cut-off frequency, temperature sensitivity and bulk temperature distribution.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60776051, 61006059, 61006049)、北京市自然科学基金(批准号: 4082007)、 北京市优秀跨世纪人才基金(批准号: 67002013200301)、北京市教委科技发展计划(批准号: KM200710005015, KM200910005001)和北京市属市管高等学校人才强教服务北京计划资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60776051, 61006059, 61006049), the Beijing Municipal Natural Science Foundation, China (Grant No. 4082007), the Beijing Municipal Trans-Century Talent Project, China (Grant No. 67002013200301), the Beijing Municipal Education Committee, China (Grant Nos. KM200710005015, KM200910005001), and Funding Project for Academic Human Resources Development in Institutions of Higher Learning Under the Jurisdiction of Beijing Municipality, China.
    [1]

    Rahmani A, Seryasat O, Hosseini S E 2010 International Conference on Software Technology and Engineering(ICSTE) Kuala Lumpur, Malaysia, October 3-5, 2010 p404

    [2]

    Ma L, Gao Y 2009 Chin. Phys. B 18 303

    [3]

    Zhao X, Zhang W R, Jin D Y, Fu Q, Chen L, Xie H Y, Zhang Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 134401 (in Chinese) [赵昕, 张万荣, 金冬月, 付强, 陈亮, 谢红云, 张瑜洁 2012 物理学报 61 134401]

    [4]

    Xiao Y, Zhang W R, Jin D Y, Chen L, Wang R Q, Xie H Y 2011 Chin. Phys. Sin. 60 044402-1 (in Chinese) [肖盈, 张万荣, 金冬月, 陈亮, 王任卿, 谢红云 2011 物理学报 60 044402-1]

    [5]

    Zhou S L, Huang H, Huang Y Q, Ren X M 2007 Acta Phys. Sin. 56 2890 (in Chinese) [周守利, 黄辉, 黄永清, 任晓敏 2007 物理学报 56 2890]

    [6]

    Chen L, Zhang W R, Jin D Y, Xie H Y, Xiao Y, Wang R Q 2011 Chin. Phys. B 20 018105-1

    [7]

    Zhang W R, Yang J W, Liu H J 2004 International Conference on Microwave and Milli-wave Technology (ICMMR/T) Beijing, China, 2004 p594

    [8]

    Chen L, Zhang W R, Jin D Y, Xie H Y, Xiao Y, Wang R Q, Ding C B 2011 Acta Phys. Sin. 60 078501-1 (in Chinese) [陈亮, 张万荣, 金冬月, 谢红云, 肖盈, 王任卿, 丁春宝 2011 物理学报 60 078501-1]

    [9]

    Kunihiro S 1991 IEEE Transactions on Electron Devices 38 2128

    [10]

    Rabbi F, Arafat Y, Ziaur Rahman Khan M 2011 International Conference on Electronic Devices, Systems and Applications (ICEDSA) Kuala Lumpur, Malaysia, April 25-27 2011 p54

  • [1]

    Rahmani A, Seryasat O, Hosseini S E 2010 International Conference on Software Technology and Engineering(ICSTE) Kuala Lumpur, Malaysia, October 3-5, 2010 p404

    [2]

    Ma L, Gao Y 2009 Chin. Phys. B 18 303

    [3]

    Zhao X, Zhang W R, Jin D Y, Fu Q, Chen L, Xie H Y, Zhang Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 134401 (in Chinese) [赵昕, 张万荣, 金冬月, 付强, 陈亮, 谢红云, 张瑜洁 2012 物理学报 61 134401]

    [4]

    Xiao Y, Zhang W R, Jin D Y, Chen L, Wang R Q, Xie H Y 2011 Chin. Phys. Sin. 60 044402-1 (in Chinese) [肖盈, 张万荣, 金冬月, 陈亮, 王任卿, 谢红云 2011 物理学报 60 044402-1]

    [5]

    Zhou S L, Huang H, Huang Y Q, Ren X M 2007 Acta Phys. Sin. 56 2890 (in Chinese) [周守利, 黄辉, 黄永清, 任晓敏 2007 物理学报 56 2890]

    [6]

    Chen L, Zhang W R, Jin D Y, Xie H Y, Xiao Y, Wang R Q 2011 Chin. Phys. B 20 018105-1

    [7]

    Zhang W R, Yang J W, Liu H J 2004 International Conference on Microwave and Milli-wave Technology (ICMMR/T) Beijing, China, 2004 p594

    [8]

    Chen L, Zhang W R, Jin D Y, Xie H Y, Xiao Y, Wang R Q, Ding C B 2011 Acta Phys. Sin. 60 078501-1 (in Chinese) [陈亮, 张万荣, 金冬月, 谢红云, 肖盈, 王任卿, 丁春宝 2011 物理学报 60 078501-1]

    [9]

    Kunihiro S 1991 IEEE Transactions on Electron Devices 38 2128

    [10]

    Rabbi F, Arafat Y, Ziaur Rahman Khan M 2011 International Conference on Electronic Devices, Systems and Applications (ICEDSA) Kuala Lumpur, Malaysia, April 25-27 2011 p54

  • [1] 见超超, 马向超, 赵子涵, 张建奇. MXenes等离激元诱导热载流子产生与输运温度依变性. 物理学报, 2024, 73(11): 117801. doi: 10.7498/aps.73.20231924
    [2] 张升博, 张焕好, 陈志华, 郑纯. 不同界面组分分布对Richtmyer-Meshkov不稳定性的影响. 物理学报, 2023, 72(10): 105202. doi: 10.7498/aps.72.20222090
    [3] 龙泽, 夏晓川, 石建军, 刘俊, 耿昕蕾, 张赫之, 梁红伟. 基于机械剥离β-Ga2O3的Ni/Au垂直结构肖特基器件的温度特性. 物理学报, 2020, 69(13): 138501. doi: 10.7498/aps.69.20200424
    [4] 方龙, 陈国定. 冷液滴/热液池碰撞混合及温度特性. 物理学报, 2019, 68(23): 234702. doi: 10.7498/aps.68.20190809
    [5] 罗亿, 王小林, 张汉伟, 粟荣涛, 马鹏飞, 周朴, 姜宗福. 光纤放大器放大自发辐射特性与高温易损点位置. 物理学报, 2017, 66(23): 234206. doi: 10.7498/aps.66.234206
    [6] 罗雪雪, 陈家璧, 胡金兵, 梁斌明, 蒋强. 基于双面金属包覆光波导的传感器温度特性研究及实验验证. 物理学报, 2015, 64(23): 234208. doi: 10.7498/aps.64.234208
    [7] 刘鹏, 廖雷, 褚应波, 王一礴, 胡雄伟, 彭景刚, 李进延, 戴能利. 掺Bi石英光纤的射线辐照和温度影响特性. 物理学报, 2015, 64(22): 224220. doi: 10.7498/aps.64.224220
    [8] 刘静, 武瑜, 高勇. 沟槽型发射极SiGe异质结双极化晶体管新结构研究. 物理学报, 2014, 63(14): 148503. doi: 10.7498/aps.63.148503
    [9] 鲁东, 金冬月, 张万荣, 张瑜洁, 付强, 胡瑞心, 高栋, 张卿远, 霍文娟, 周孟龙, 邵翔鹏. 新型宽温区高热稳定性微波功率SiGe 异质结双极晶体管. 物理学报, 2013, 62(10): 104401. doi: 10.7498/aps.62.104401
    [10] 朱华兵, 吴正斌, 刘国强, 席奎, 李闪闪, 董洋洋. 应用于精密振荡器的石英晶体温度特性研究. 物理学报, 2013, 62(1): 014205. doi: 10.7498/aps.62.014205
    [11] 强蕾, 姚若河. 非晶硅薄膜晶体管沟道中阈值电压及温度的分布. 物理学报, 2012, 61(8): 087303. doi: 10.7498/aps.61.087303
    [12] 赵昕, 张万荣, 金冬月, 付强, 陈亮, 谢红云, 张瑜洁. 基区Ge组分分布对SiGe HBTs热学特性的影响. 物理学报, 2012, 61(13): 134401. doi: 10.7498/aps.61.134401
    [13] 哈斯乌力吉, 李杏, 郭翔宇, 鲁欢欢, 吕志伟, 林殿阳, 何伟明, 范瑞清. 受激布里渊散射介质——全氟聚醚的温度特性研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8554-8558. doi: 10.7498/aps.59.8554
    [14] 刘林杰, 岳远征, 张进城, 马晓华, 董作典, 郝跃. Al2O3绝缘栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件温度特性研究. 物理学报, 2009, 58(1): 536-540. doi: 10.7498/aps.58.536
    [15] 张 然, 刘 颖, 高升吉, 谢 治, 涂铭旌. 添加Dy在快淬NdFeB永磁体中的作用. 物理学报, 2008, 57(1): 526-530. doi: 10.7498/aps.57.526
    [16] 张 然, 刘 颖, 李 军, 马毅龙, 高升吉, 涂铭旌. 添加Nb在快淬NdFeB永磁体中的作用研究. 物理学报, 2007, 56(1): 518-521. doi: 10.7498/aps.56.518
    [17] 郭大勃, 元 光, 宋翠华, 顾长志, 王 强. 碳纳米管的变温场发射. 物理学报, 2007, 56(10): 6114-6117. doi: 10.7498/aps.56.6114
    [18] 朱明刚, 潘伟, 李卫. Dy与Co对HDDR粘结磁体的温度稳定性与磁性能的影响. 物理学报, 2002, 51(7): 1608-1611. doi: 10.7498/aps.51.1608
    [19] 彭英才, 徐刚毅, 何宇亮, 刘 明, 李月霞. (n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究. 物理学报, 2000, 49(12): 2466-2471. doi: 10.7498/aps.49.2466
    [20] 林鸿溢. 利用肖特基势垒特性研究4mm波段硅雪崩二极管的杂质分布. 物理学报, 1978, 27(3): 291-302. doi: 10.7498/aps.27.291
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-01
  • 修回日期:  2012-08-31
  • 刊出日期:  2013-02-05

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