基于MBE生长的一种Be掺杂InGaAs基区的新结构InGaPInGaAsGaAs DHBT.docVIP

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 基于MBE生长的一种Be掺杂InGaAs基区的新结构InGaPInGaAsGaAs DHBT 第!卷!第#期!$$#年#月 半!导!体!学!报 %amp;’()*)+,-.(/0,1*)2’%,(3-%4,.* 5678!!(68# !+9:;!$$# 基于MUG生长的一种U7掺杂.)3+-基区的 新结构.!!)3=.)3+-3+-;?U8 O!P!PP 苏树兵P!!徐安怀!刘新宇!齐!鸣!刘训春!王润梅 $P中国科学院微电子研究所!北京!P$$$![ $!中国科学院上海微系统与信息技术研究所!上海!!$$$N$ 摘要报道了一种以’%%获得了直流性能良好的器:UG/A为基区的新结构’:UGlt;’:UG/AUG/A双异质结晶体管!其共射直流增益amp;达到P残余电压C6膝点电压CX击穿电压a器件件8$$!YV5!5!5$5!LLA;@约为$:;;约为P?;6超过P的基极和集电极电流理想因子分别为)DZP可应用于低功???amp;高功率领域8YP#!)?ZPYPP!关键词2a)’’:UG/A基区’双异质结双极晶体管 GG+CC#!NN$amp;’!NN$.’!N#$1 中图分类号4#$(MTN!!!文献标识码/!!!文章编号$!NMWVP!$$#$#WP$#VW$V 的控制8 J!引言 %’:UGlt;UG/Aamp;a4是无线及高速通信应用中 具有优良的高频及低噪声最重要的电子器件之一! P!!) 特性!成为广大科研人员关注的焦点(8 从材料本身的性质来说!以’:UG/A材料为基 () 区有以下优点M#$P’:UG/A比UG/A有更高的电子迁移率’$!’:UG/A基区有很低的表面复合速率 M 仅为PcP%$!即使缩小其尺寸也不会导致电$?KA流增益下降’$基区’M:UG/A具有较低的空穴有效质量!空穴迁移率相对来说比较大!这样使得迁移率 ! 较高%$$!基区电阻较低’基区’M$$?K5*AV$:W 则开启电压也低!UG/A能带间距较小为$YN;5! 这样在数字电路中可以减小功率损耗’$基区采用N !有利于提高欧姆接触质量8’:UG/A 从器件角度分析!采用’一方面可:UG/A基区!以通过改善基区的电子传输来提高amp;a4高频性能!另一方面通过改变有效的能带不连续性使器件直流增益增加!因此是一个值得研究的方向8采用 %%’:UG/A材料为基区是一种新颖的’:UGlt;’:UG/A 国外曾报道过采用渐变’UG/A3amp;a4!:UG/A基区 V!N) 的amp;获得了良好的器件性能(a4!8 本文研究了一种采用’:UG/A为基区的新结构%%由于采用的是均匀’:UGlt;’:UG/AUG/A3amp;a48基区!所以相对于渐变基区而言!利于基区外延生长 K!材料结构设计与生长 多元化合物半导体中!在不影响晶格匹配的条 件下!通过改变组分!可以在很大的范围内改变外延层的禁带宽度amp;电子和空穴的有效质量amp;迁移率这些 然而!当设计’%%重要的半导体参数8:UGlt;’:UG/A 要在UUG/A3amp;a4材料结构时!G/A衬底上生长 ’:UG/A材料将可能引起晶格失配从而产生位错8由于生长中的层位错处于非热平衡态!一般来讲!位错可能产生复合中心也可能充当散射中心角色!因 %$$) 此将降低载流子的迁移率和寿命(对于晶格失8配产生的应力!2G@@F;\A引入了临界厚度’?来描 $%!$() 述这一特征(!即对应一定组分的’:UG/A应有一个确定的临界厚度8当小于该临界厚度时!应变是弹性的!失配应力的存在不会导致失配位错的产生’当大于临界厚度时!应变则会弛豫!并产生失配位错8文献(中’?可由公式求解并配合实验得到!amp;!#)给出了’:UG/A的临界厚度和’:组分关系的计算结果!可以看出随着’临界厚度在减:组分的增加!小8因此!在设计此amp;作为基区的’a4时!:UG/A材料的厚度不能随意选取!而要受到相应组分下临界厚度的限制!否则将会导致失配位错的产生!使器件性能急剧下降8 根据以上分