亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        不同尺寸SiGe HBT Gummel圖的參數(shù)提取

        2019-04-09 09:10:42
        微處理機(jī) 2019年1期
        關(guān)鍵詞:基區(qū)基極集電極

        李 垚

        (中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系,合肥230027)

        1 引 言

        SiGe HBT 研究已日漸成熟[1]。對(duì)于SiGe HBT 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,即器件建模參數(shù)提取技術(shù),越發(fā)顯得重要[2-4],文獻(xiàn)[2]和[4]分別采用標(biāo)準(zhǔn)的雙極器件模型VBIC 和MEXTRAM 對(duì)SiGe HBT 進(jìn)行了參數(shù)提取。與此方法不同,本研究針對(duì)自己制備的SiGe HBT的器件和材料質(zhì)量問(wèn)題,從簡(jiǎn)潔的物理公式出發(fā),用Origin 軟件變換公式進(jìn)行簡(jiǎn)單提參,可對(duì)器件質(zhì)量進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控,并比較了不同尺寸SiGe HBT 提參技術(shù)的不同。

        2 器件制備

        器件結(jié)構(gòu)如圖1 所示,采用臺(tái)面HBT 結(jié)構(gòu),SiGe基區(qū)由分子束外延(Molecular beam epitaxy, MBE)方法實(shí)現(xiàn)。1 為N 型Si 襯底;2 為N+型Si 子集電區(qū),由離子注入形成;3 為集電區(qū),N 型Si,厚度250nm,摻雜濃度1×1017cm-3;4,6 為本征層;5 為基區(qū),P+型Si0.75Ge0.25,厚度30nm,硼摻雜濃度5×1019cm-3;7 為輕摻雜發(fā)射區(qū),N 型Si,分為兩層,一層厚度為60nm,摻雜濃度1×1018cm-3,一層厚度20 nm,摻雜濃度1×1017cm-3;8 為重?fù)诫s發(fā)射區(qū),N+型Si,厚度200nm,摻雜濃度2×1020cm-3。覆蓋SiO2厚度350nm,金屬Al 厚度1μm。

        圖1 臺(tái)面SiGe HBT結(jié)構(gòu)

        3 實(shí)際測(cè)量

        出于基區(qū)SiGe 材料生長(zhǎng)質(zhì)量好壞判斷的目的,選擇同一硅片上四種不同尺寸的HBT 進(jìn)行測(cè)量(直流和交流測(cè)量),為兩種正常尺寸(TA3,TA4)和兩種大尺寸(TE1a 和TE1),具體如表1 所示。

        表1 進(jìn)行測(cè)量的四種SiGe HBT

        對(duì)表1 中的各器件進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。測(cè)量結(jié)果分別由下面圖2、圖3、圖4 和圖5 所示。

        圖2 TA3晶體管直流Gummel曲線

        圖3 TA4晶體管直流Gummel曲線

        圖4 TE1a晶體管直流Gummel曲線

        圖5 TE1晶體管直流Gummel曲線

        圖2~圖5 分別為晶體管TA3、TA4、TE1a 和TE1 的直流Gummel 曲線,即集電極電流IC和基極電流IB隨發(fā)射結(jié)電壓VBE的變化曲線。圖6 則為TA4 晶體管的交流測(cè)量曲線,粗略估計(jì)其截止頻率fT約為8GHz。

        圖6 TA4晶體管交流測(cè)量曲線

        4 參數(shù)提取及Gummel圖分析

        4.1 非理想因子n的提取

        晶體管中集電極電流和基極電流皆滿足如下公式[5]:

        其中I0為反向飽和電流,n 為非理想因子,VT為熱電壓,進(jìn)而有:

        因此,Gummel 曲線可變換得到n 隨VBE變化的曲線,如圖7、圖8。

        圖7 TA4集電極電流變化曲線

        圖8 TE1a集電極電流變化曲線

        從中可知,TA4(正常尺寸)和TE1a(大尺寸)晶體管集電極電流非理想因子的平臺(tái)值分別為1.003和1.001,表明集電結(jié)質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題。非理想因子的具體結(jié)果如表2 所示。

        表2 集電極電流和基極電流非理想因子

        4.2 串聯(lián)電阻RS的提取

        集電極(或基極)串聯(lián)電阻RS可表示為:

        由(1)式也可得出:

        可因此將Gummel 曲線做出變換,結(jié)果如圖9。

        圖9 TA4晶體管串聯(lián)電阻RS的提取

        從圖中所示結(jié)果來(lái)看,n 隨IC(或IB)的變化呈一條直線,從直線斜率(即RS/VT)可得串聯(lián)電阻,其詳細(xì)數(shù)值如表3。

        表3 串聯(lián)電阻RS的提取

        4.3 反向飽和電流IO的提取

        4.3.1 集電極反向飽和電流提取

        欲得到集電極反向飽和電流,只須取Gummel曲線IC-VBE在縱軸上的截距即可。對(duì)于TA4,ICO=6.11×10-16A,因此電流密度JCO=2.229×10-10A/cm2。將它和資料上的理論結(jié)果進(jìn)行比較。集電極電流密度在理論上可計(jì)算為[6]:

        式中DnB,NB,WB分別為基區(qū)的擴(kuò)散系數(shù)、摻雜濃度和寬度。niB為基區(qū)有效本征載流子濃度,有:

        式中,ΔEg,SiGe為基區(qū)禁帶變窄量,它是Ge 含量引起的禁帶變窄和重?fù)诫s引起的禁帶變窄之和[7]。計(jì)算可得JCO=7.15×10-9A/cm2(T=293K,為測(cè)試當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度)??梢?jiàn),當(dāng)Ge 含量為0.11 時(shí),理論值才與提參值基本一致,因此我們重新測(cè)定了Ge 含量,發(fā)現(xiàn)其確為0.11(不是0.25),從而證明了提參結(jié)果的正確。

        4.3.2 基極反向飽和電流提取

        基極電流IB可表示為:

        其中IB1和IB2分別為基區(qū)的理想擴(kuò)散電流和復(fù)合電流,非理想因子m 在2 左右。若令=VBE-IBRS,則:

        圖10 為Gummel 曲線IB-VBE中的VBE換成后的曲線(TA4),縱軸為對(duì)數(shù)坐標(biāo),所以呈一直線。直線在縱軸上的截距為IBO1。IBO1提取后代入(7)式得IB2=IB-IB1,其隨VBE的變化曲線如圖11 所示(TA4),取對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)也呈直線關(guān)系,很容易提取出IBO2和非理想因子m,詳細(xì)提取數(shù)值如表4。

        圖10 TA4晶體管IB隨變化曲線

        圖11 TA4晶體管IB2隨VBE變化曲線

        表4 TA4晶體管IBO的提取

        以同樣的方法對(duì)大尺寸晶體管TE1a 做處理,提取結(jié)果及數(shù)值如圖12、圖13 以及表5 所示。

        圖12 TE1a晶體管IB隨變化曲線

        圖13 TE1a晶體管IB2隨VBE變化曲線

        表5 TE1a晶體管IBO的提取

        關(guān)于基極反向飽和電流的提取的進(jìn)一步討論,可歸納為以下三點(diǎn):

        I. 關(guān)于IBO1,非理想因子為1,表明發(fā)射結(jié)質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題,且該擴(kuò)散電流項(xiàng)與面積成正比;

        II.關(guān)于IBO2,實(shí)際提取值與資料上的理論值進(jìn)行比較,理論上[8]有:

        式中σ 為俘獲截面積,Vth為熱運(yùn)動(dòng)速度,Nt為復(fù)合中心濃度,τ 為壽命,WD為耗盡區(qū)寬度。對(duì)于TE1a,理論值大約是提參值的2 倍左右,說(shuō)明提參結(jié)果正確,且該復(fù)合電流項(xiàng)近似與周長(zhǎng)成正比。

        從而有:

        其中IBO1=AMJBO1,=(A0-AM)JBO1。JBO1為電流密度,AM為金屬接觸區(qū)的面積,A0為臺(tái)面面積,而對(duì)于大尺寸晶體管,臺(tái)面面積A0會(huì)遠(yuǎn)大于AM,從而導(dǎo)致了的存在。上述過(guò)程的原理示意圖如圖14。

        圖14 的產(chǎn)生原理示意圖

        5 結(jié)束語(yǔ)

        本研究采用了MBE 方法成功制備出截止頻率為8GHz 的SiGe HBT,對(duì)晶體管尺寸較大的情況,此截止頻率的數(shù)值較為合宜;運(yùn)用物理意義明確的公式變換方法準(zhǔn)確提取出不同尺寸下的Gummel 曲線;經(jīng)驗(yàn)證對(duì)比,發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的質(zhì)量均無(wú)問(wèn)題,表明所制備SiGe HBT 質(zhì)量良好,也證明此提取方法的合理、可行。

        猜你喜歡
        基區(qū)基極集電極
        SOI基橫向SiGe HBT高頻功率性能改善技術(shù)
        一種新型無(wú)電壓折回現(xiàn)象的超結(jié)逆導(dǎo)型IGBT
        電子與封裝(2022年9期)2022-10-12 06:08:54
        集電極調(diào)幅電路仿真分析
        高頻諧振丙類功率放大器仿真分析
        上海研達(dá)調(diào)頻發(fā)射機(jī)故障簡(jiǎn)析
        不同SiC材料p+(p-/n-)n+型二極管反向恢復(fù)過(guò)程的仿真
        一種低溫度系數(shù)帶隙基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)
        三極管的偏置電路
        科技資訊(2014年16期)2014-11-07 12:04:44
        穿通增強(qiáng)型硅光電晶體管的結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化
        半導(dǎo)體三極管的識(shí)別和檢測(cè)
        久久精品国产亚洲一区二区| 国产精品熟女一区二区三区| 男女上床视频免费网站| 精品日韩在线观看视频| 色欲色香天天天综合vvv| 狠狠色噜噜狠狠狠888米奇视频| 人伦片无码中文字幕| 无码熟妇人妻AV不卡| 久久久亚洲成年中文字幕| 亚洲国产精品久久久久秋霞小说 | 在线观看麻豆精品视频| 色777狠狠狠综合| 人人狠狠综合久久亚洲| 国际无码精品| 日韩女优中文字幕在线| 日本不卡的一区二区三区中文字幕 | 大屁股流白浆一区二区| 黄片视频免费在线播放观看| 国产免费av片在线观看| 欧美精品AⅤ在线视频| 久久精品国产亚洲av专区| 成人片黄网站a毛片免费| 日本精品人妻无码77777| 国产综合精品久久久久成人| 日韩国产精品一区二区三区| 少妇激情一区二区三区视频| av在线色| 日本熟妇视频在线中出| 精品久久久久久综合日本| 国产老熟女狂叫对白| 亚洲成av人无码免费观看 | 亚洲人成伊人成综合网中文| 国产精品一区二区三区卡 | 欧洲多毛裸体xxxxx| 韩国三级中文字幕hd久久精品| 亚洲日本人妻中文字幕| 国语对白福利在线观看| 永久免费观看国产裸体美女| 91精品日本久久久久久牛牛| 成人一区二区三区国产| 大又大粗又爽又黄少妇毛片|