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一种用于射频和微波测试系统的GaAsSb双异质结双极晶体管集成电路DHBT技术

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《GaSb-InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能分析》范文

《GaSb-InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能分析》范文

《GaSb-InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能分析》篇一GaSb-InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能分析一、引言随着微电子技术的快速发展，新型材料和器件结构在电子学领域的应用日益广泛。

其中，GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管因其独特的物理特性和潜在的应用价值，受到了广泛关注。

本文将对GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能进行详细分析，以期为相关研究与应用提供理论支持。

二、GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管的基本结构与工作原理GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管是一种基于异质结隧穿效应的场效应晶体管。

其基本结构包括GaSb和InAs两种不同材料的异质结，以及围绕其构建的晶体管结构。

在工作过程中，通过施加电压控制异质结区域的能带结构，实现电子的隧穿传输。

三、性能分析1. 电流-电压特性GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管具有优异的电流-电压特性。

在特定电压下，晶体管表现出较低的开启电压和较高的电流增益，这有利于提高器件的响应速度和降低功耗。

此外，其电流-电压特性还表现出良好的可重复性和稳定性。

2. 频率响应特性GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管具有较高的频率响应特性。

由于异质结隧穿效应的快速响应，使得该晶体管在高频电路中具有较好的应用潜力。

此外，其频率响应特性还受到温度、材料性质等因素的影响，为实际应用提供了较大的灵活性。

3. 噪声性能GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管的噪声性能较低。

这主要归因于其独特的隧穿传输机制和高质量的异质结界面。

低噪声性能使得该晶体管在低噪声放大器、高频振荡器等应用中具有较高的优势。

4. 可靠性GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管的可靠性较高。

由于采用高质量的材料和先进的制备工艺，使得器件在长时间工作过程中表现出良好的稳定性和可靠性。

此外，其抗辐射性能也较强，适用于高辐射环境下的应用。

四、应用前景GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管在微电子领域具有广泛的应用前景。

一种基于InGaPGaAs+HBT工艺的新型ESD保护电路

一种基于InGaPGaAs+HBT工艺的新型ESD保护电路

基极-发射极电容是串联的，因此等效的电容要比二极管小。尽管采用复合结构会使电路版 图的面积有所增大，但会显著的降低电路的负载电容。 复合结构 复合结构的等效电阻R和等效电容C要小于二极管， 由时间常数 RC 可知， 的开启速度快于二极管。因此，在ESD事件下，改进电路的开启速度优于原达林顿ESD保护 电路[2]。
V kT / q ln( I / I s ) I R
当寄生电阻较大时，通过二极管的电流增大会使得二极管上的压降也随之增大,尤其当通过 的电流很大时，会造成电路的钳位电压的不稳定。为了降低钳位电压的变化幅度，就要增大 二极管的面积，然而却会提高电路的负载电容[5]。同时由于二极管的作用，在很高的ESD脉 冲电流下，保护电路的峰值电压要高于钳位电压。
2．达林顿结构 ESD 保护电路
InGaP/GaAs HBT（heterojunction-bipolar transistor）即InGaP/GaAs异质结双极晶体管， 有较高的电子迁移率，在高频领域有着广泛的应用[4]。InGaP/GaAs HBT三极管结构如图 1 所示。
图 1 InGaP/GaAs HBT 三极管结构
Yintat Ma和G.P.Li提出的达林顿结构ESD保护电路[2]如图 2 所示。图中左边的二极管串和电 阻组成的结构为电路的开关，当ESD事件发生时触发保护电路，没有发生ESD事件则关闭保 护电路。图中的复合NPN管为电荷释放电路，当电路的开关打开时，复合NPN管形成电荷释 放回路。复合NPN管上的二极管用来降低负载电容。
[2]
I E I ES (e
qVBE / kT
1) I I CS (e
qVCB / kT qVCB / kT
1) 1)

gaasfet的参数

gaasfet的参数

gaasfet的参数摘要：1.GAASFET简介2.GAASFET的主要参数3.GAASFET的应用领域4.如何选择合适的GAASFET5.总结正文：GAASFET（GaAs金属半导体场效应晶体管）是一种半导体器件，广泛应用于无线通信、光通信和各类电子设备中。

在实际应用中，了解GAASFET的参数至关重要，下面我们将详细介绍GAASFET的主要参数及其应用领域。

1.GAASFET简介GAASFET是一种基于GaAs（砷化镓）材料的场效应晶体管，具有高速、高频、低噪声等优点。

由于GaAs材料具有较高的电子迁移率，使得GAASFET 在高速切换和高压应用场景具有优越性能。

2.GAASFET的主要参数（1）导通电阻：导通电阻是GAASFET的重要参数之一，影响着器件的电流消耗和信号传输质量。

较低的导通电阻意味着更好的能量转换效率和较低的功耗。

（2）阈值电压：阈值电压是GAASFET开启所需的电压，不同应用场景对阈值电压的要求各异。

低阈值电压有利于提高器件的灵敏度，但可能导致噪声增加。

（3）电流密度：电流密度是GAASFET在单位面积上承载的电流。

高电流密度意味着器件具有较高的承载能力，但同时也可能引发热失控等问题。

（4）截止电压：截止电压是GAASFET关闭时的电压。

较高的截止电压有助于降低漏极电流，从而提高器件的抗干扰能力。

3.GAASFET的应用领域GAASFET在以下领域具有广泛应用：（1）无线通信：GAASFET作为射频开关、放大器等关键器件，在手机、基站等无线通信系统中具有重要地位。

（2）光通信：GAASFET可应用于光探测器、光调制器等光通信器件，助力高速、长距离光通信。

（3）各类电子设备：GAASFET凭借其优异的性能，广泛应用于卫星通信、导航、雷达等高性能电子设备。

4.如何选择合适的GAASFET在选择GAASFET时，需根据实际应用场景和性能要求，综合考虑以下因素：（1）导通电阻：根据电流大小和功耗要求选择合适的导通电阻。

sige bicmos工艺技术

sige bicmos工艺技术

sige bicmos工艺技术单栅双极Sige BiCMOS工艺技术是一种结合了硅锗合金(SiGe)半导体材料和双极材料的射频(RF)集成电路工艺。

SiGe BiCMOS可以提供更高的频率、更低的功耗和更大的集成度，被广泛应用于无线通信、雷达和卫星应用等领域。

SiGe是一种半导体合金材料，由硅(Si)和锗(Ge)组成。

相比于传统的硅材料，SiGe具有更高的迁移率和较低的击穿电压，有利于提高射频性能。

由于SiGe具有良好的线性特性和热稳定性，能够提供更低的功耗和更高的工作温度范围。

BiCMOS则是双极/CMOS的缩写，是集成了双极晶体管和CMOS晶体管的一种混合工艺。

相比于纯CMOS工艺，BiCMOS具有更好的线性特性和更高的驱动能力，适用于高频率和高功率应用。

在SiGe BiCMOS工艺中，首先需要制备SiGe材料。

SiGe可以通过分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)等方法生长在硅衬底上。

然后，通过光刻、干法刻蚀等步骤，将SiGe材料中的双极晶体管和CMOS晶体管的结构定义出来。

SiGe BiCMOS工艺中的双极晶体管主要用于放大、混频和振荡等射频应用。

SiGe材料的高迁移率可以提供更好的放大倍数和更低的噪声系数，在射频电路中起到关键作用。

同时，双极晶体管具有较高的转导/干控制电流比，能够实现更高的电压放大比和更大的驱动能力。

CMOS晶体管则用于数字逻辑、时钟和控制等功能。

通过调整CMOS晶体管的尺寸和工作电压，可以实现低功耗和高集成度。

CMOS晶体管的特点是低功耗、低噪声和高可靠性，适用于数字信号处理和时钟电路等应用。

SiGe BiCMOS工艺还可以实现器件的集成度和工作频率的提高。

SiGe BiCMOS可以采用多层金属互连、多晶硅技术等手段，实现电路的布线和互连。

同时，SiGe BiCMOS还可以实现复杂的射频功能模块的集成，如滤波器、功率放大器和混频器等。

总之，SiGe BiCMOS工艺技术是一种结合了硅锗合金和双极材料的射频集成电路工艺，具有更高的频率、更低的功耗和更大的集成度。

aigaas双异质结激光器和高辐射发光管

aigaas双异质结激光器和高辐射发光管

Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管一、简介1. Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管是当今光电子领域的重要研究对象之一，它们是半导体激光器和发光管的一种新型材料和结构，具有较高的性能和潜在的应用前景。

2. Aigaas双异质结激光器是由AlGaAs（铝镓砷）材料制成的，在AlGaAs 材料上 Epitaxial grow 一层 GaAs（砷化镓）而得到的一种激光器。

高辐射发光管则是利用 AlGaAs 材料的发光性质进行设计制造的一种光电器件。

3. 本文将对Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管的结构、工作原理和应用前景进行详细介绍和分析。

二、Aigaas双异质结激光器1. 结构和材料Aigaas双异质结激光器是一种双异质结激光器，其结构由P型AlGaAs、N型AlGaAs和GaAs构成。

P型AlGaAs和N型AlGaAs 材料的不同掺杂浓度和类型的组合以及不同材料的异质结相互作用，形成了激光器发光所必需的电子空穴寿命差异。

这样的结构使得激光器可以实现高效率的光发射。

2. 工作原理Aigaas双异质结激光器的激发工作原理是通过直接注入载流子，在激发载流子后，它们在激光器的活性层中发生辐射再结合。

当激光器结构和制备工艺为激光起作用提供了适当的条件时，即可获得Aigaas双异质结激光器的饱和放大和增益。

3. 应用前景Aigaas双异质结激光器具有结构简单，结晶质量好、效率高、波长固定等优点，因此在光通信、光存储、光信息处理、医疗器械、生物检测等方面具有潜在的重要应用前景。

三、高辐射发光管1. 结构和材料高辐射发光管是一种以 AlGaAs 为主要材料的发光管，其结构由P型AlGaAs和N型AlGaAs构成。

P型AlGaAs和N型AlGaAs材料的不同掺杂浓度组合形成了高辐射发光管的发光层和电极结构。

2. 工作原理高辐射发光管的工作原理是通过电子和空穴在高辐射发光管的 GaAs 层中复合发射光子，从而产生可见光。

异质结双极晶体管

异质结双极晶体管

异质结双极晶体管引言异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，简称HBT）是一种基于两种或多种不同半导体材料的双极晶体管。

它相比于传统的同质结双极晶体管，在性能上有明显的优势，广泛应用于微波、光电子、通信等领域。

本文将对异质结双极晶体管的原理、结构、特性和应用进行详细的探讨。

I. 异质结双极晶体管的原理异质结双极晶体管的基本原理是基于不同半导体材料之间形成的异质结。

通过巧妙的结构设计，可以实现载流子在不同材料之间的高效传输和控制。

异质结双极晶体管的工作原理可分为以下几个方面：1. 异质结的能带差异异质结由两种或多种不同的半导体材料构成，具有不同的禁带宽度。

当两种材料接触时，由于能带差异的存在，会在界面形成电子能级弯曲。

这种电子能级弯曲导致在异质结界面形成空间电荷区，这种电荷区域将影响载流子的传输和控制。

2. 异质结的电荷分布由于异质结的带边弯曲，会形成空间电荷区，其中包含正负电荷。

这种电荷区域的存在改变了材料内部的电子和空穴浓度分布，从而影响异质结附近的电子和空穴输运过程。

3. 异质结的能带弯曲控制异质结双极晶体管通过精确定义异质结的结构和厚度，可以有效地控制能带弯曲和空间电荷区的形成。

通过这种控制，可以实现载流子的选择性注入和传输，从而实现晶体管的放大作用。

II. 异质结双极晶体管的结构异质结双极晶体管的结构与传统的同质结双极晶体管有所区别。

它包括以下几个主要部分：1. 基区异质结双极晶体管的基区是由两种不同材料的异质结构成的，其中一种材料具有较宽的禁带，称为宽禁带材料；另一种材料具有较窄的禁带，称为窄禁带材料。

宽禁带材料的电子亲和能小于窄禁带材料，因此宽禁带材料中的电子会通过异质结注入到窄禁带材料中。

2. 发射区异质结双极晶体管的发射区是负责注入电子到基区的部分。

通常在发射区引入P型材料，通过预制N型材料的P-N结，形成发射结。

3. 收集区异质结双极晶体管的收集区是负责收集注入到基区的载流子的部分。

sige异质结双极晶体管

sige异质结双极晶体管

sige异质结双极晶体管
一、概述
sige异质结双极晶体管是一种具有特殊结构的晶体管，由半导体异质材料组成，具有高速、高效、高温等优点。

由于其独特的结构和工作原理，sige异质结双极晶体管在许多领域都有广泛的应用，如通信、雷达、电子对抗、高速数字电路等。

二、结构和工作原理
sige异质结双极晶体管由三个区域组成：发射区、基区和收集区。

其中，发射区和收集区通常采用n型半导体材料，基区采用p型半导体材料。

在结构上，sige异质结双极晶体管采用了异质结结构，即将两种不同的半导体材料结合在一起，形成一个共同的界面。

当sige异质结双极晶体管工作时，电流通过基区的空穴传输，并在基区的两侧积累电荷。

由于基区的宽度较小，空穴传输速度较快，因此sige异质结双极晶体管具有较高的开关速度。

同时，由于异质结结构的存在，sige异质结双极晶体管还具有较低的串联电阻和较高的电流增益。

三、应用领域
1.通信领域：sige异质结双极晶体管的高开关速度和高温稳定性使其成为通
信领域的理想选择。

它可以用于高速调制解调器、宽带放大器、卫星通信系统等。

2.雷达和电子对抗领域：sige异质结双极晶体管的宽带放大和高速开关特性
使其在雷达和电子对抗领域中得到广泛应用。

它可以用于雷达信号放大、干扰器、高速采样等。

3.高速数字电路领域：sige异质结双极晶体管的高开关速度和高速放大特性
使其成为高速数字电路领域的理想选择。

它可以用于高速逻辑门、触发器、寄存器等。

sige异质结双极晶体管(hbt)的优势、典型器件结构;

sige异质结双极晶体管(hbt)的优势、典型器件结构;

sige异质结双极晶体管(hbt)的优势、典型器件结构; 1. 引言1.1 概述SiGe异质结双极晶体管（HBT）是一种重要的半导体器件，在现代电子技术领域中广泛应用。

它利用硅基材料和锗基材料之间的异质结构，以实现高性能、低功耗和低噪声操作。

SiGe HBT具有多种优势，使其成为射频放大器、通信系统和无线传感器等领域中首选的器件。

1.2 文章结构本文将围绕SiGe异质结双极晶体管的优势及其典型器件结构展开详细的讨论。

首先，我们将介绍SiGe HBT在高频性能、低噪声性能和功耗方面所具备的优势。

然后，我们将探讨SiGe HBT的典型器件结构，包括基本结构、发射极电阻调制技术以及直接注入发射器结构设计。

进一步，本文将通过分析通信领域中的应用案例来展示SiGe HBT在小信号放大器设计、高速数字通信系统和无线通信系统等方面带来的重要价值。

最后，我们将总结SiGe HBT的优势和典型器件结构特点，并展望未来SiGe HBT技术的发展方向和应用前景。

1.3 目的本文的目的在于全面介绍SiGe异质结双极晶体管的优势及其典型器件结构，以帮助读者更好地了解并应用这一重要的半导体器件。

通过深入研究SiGe HBT所具备的高频性能、低噪声性能和功耗优势，读者将对其在通信领域中的广泛应用有更清晰的认识。

同时，通过对典型SiGe HBT器件结构和案例分析的介绍，读者将学习到如何设计和优化SiGe HBT在不同通信系统中的应用。

最终，本文旨在为SiGe HBT技术的未来发展提供有益的见解，并展示其潜在的应用前景。

2. SiGe异质结双极晶体管(HBT)的优势：SiGe异质结双极晶体管(HBT)是一种高性能的半导体器件，具有多项优势，使其成为许多领域的重要选择。

以下是SiGe HBT的主要优势：2.1 高频性能优势：SiGe HBT具有卓越的高频性能，特别适用于射频和微波电路设计。

相比于传统的硅晶体管，SiGe HBT具有更高的截止频率（fT）和最大振荡频率（fmax），这使得它可以在更高的频段范围内工作。

异质结双极晶体管

异质结双极晶体管

异质结双极晶体管一、概述异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，简称HBT）是一种新型的双极晶体管。

它是在不同材料的半导体结合处形成的异质结上制成的。

相比于传统的双极晶体管，HBT具有更高的频率响应和更低的噪声系数。

二、原理HBT采用了异质结技术，即将不同材料的半导体材料在界面处形成异质结。

这样，在p型区和n型区之间就会形成一个更加陡峭的pn结，从而使得电流能够更加快速地通过。

此外，由于异质结能够提供一个更好的载流子注入区域，因此HBT具有更高的电流增益。

三、结构HBT由三个区域组成：发射区、基区和集电区。

1. 发射区发射区通常是由n型半导体材料制成。

它是整个器件中最薄且最窄的部分。

发射区主要用于注入少数载流子，并将其输送到基区。

2. 基区基区通常是由p型半导体材料制成。

它是整个器件中最厚的部分。

基区主要用于控制电流的流动，从而实现放大功能。

3. 集电区集电区通常是由n型半导体材料制成。

它是整个器件中最宽的部分。

集电区主要用于收集注入到基区中的少数载流子，并将其输送到外部电路。

四、特点1. 高频响应HBT具有更高的频率响应，这是由于异质结能够提供更好的载流子注入效果，从而使得电流能够更加快速地通过。

2. 低噪声系数HBT具有更低的噪声系数，这是由于异质结能够提供一个更好的载流子注入区域，从而使得器件内部噪声得到有效抑制。

3. 低功耗HBT具有较低的功耗，这是由于异质结能够提供一个更好的载流子注入效果，从而使得器件内部损耗得到有效降低。

4. 更高的工作温度范围HBT具有更高的工作温度范围，这是由于异质结技术能够提高器件对温度变化和环境干扰等因素的抵抗力。

五、应用1. 通信领域HBT广泛应用于通信领域，如无线通信、卫星通信等。

其高频响应和低噪声系数使得它成为无线电频率放大器的理想选择。

2. 光电子学领域HBT也被广泛应用于光电子学领域，如光通信、激光雷达等。

sbtt管原理

sbtt管原理

sbtt管原理
SBTT管（Silicon Bipolar Transistor Technology）是一种硅双极型晶体管技术，主要用于制造和设计双极型晶体管 （BJTs）。

这种技术基于双极型晶体管的工作原理，利用电子和空穴两种载流子进行电流的放大和开关控制。

在SBTT管中，一个N-P-N或P-N-P的结构被创建，其中中间的P或N区域被称为基区，两边的N或P区域被称为发射区和集电区。

当在基区和发射区之间施加一个小的正向电压时，发射区的载流子 （电子或空穴）会被注入到基区。

由于基区非常薄，这些载流子中的大部分都能够穿越到另一边的集电区，形成集电极电流。

SBTT管的关键优势在于其高速度和强大的电流驱动能力。

由于双极型晶体管同时使用电子和空穴两种载流子，因此它们的响应速度通常比只使用一种载流子的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）快得多。

这使得SBTT管非常适合用于需要高速开关和大功率处理的应用，如电源管理、电机控制和通信系统。

然而，SBTT管也有一些缺点。

它们的基极电流相对较大，这意味着它们在低电流应用中可能不够高效。

此外，由于双极型晶体管的集电极电流与基极电流成正比，因此在设计电路时需要精确控制基极电流，以确保晶体管的正确工作。

SBTT管是一种基于硅双极型晶体管技术的高性能电子元件，具有高速、强电流驱动能力的特点，适用于各种高速、大功率的电子应用。

GaAs基高性能MEMS微波功率检测芯片

GaAs基高性能MEMS微波功率检测芯片

GaAs基高性能MEMS微波功率检测芯片
朱越;王德波
【期刊名称】《微电子学》
【年(卷),期】2024(54)1
【摘要】为了提高电容式MEMS微波功率检测芯片的性能,设计了一种GaAs基高性能MEMS微波功率传感芯片。

通过建立双导固支梁电容模型,分析了传感芯片的传输特性、过载功率与灵敏度特性。

在双导固支梁电容模型中提出了平行极板的两个等效条件;同时提出了一种新的梁宽等效方式,解决了双梁结构等效梁宽的失配问题,减小了模型的相对误差。

双导固支梁电容模型很好地解释了导向梁的厚长比与初始高度对传感器过载功率和灵敏度的影响。

测试结果表明,双导固支梁MEMS 微波功率传感芯片在200 mW输入功率内的灵敏度为14.3 fF/W,而灵敏度的理论值为13.5 fF/W,两者的相对误差仅5.6%。

因此,该理论模型对固支梁MEMS微波功率传感芯片的设计具有一定的借鉴意义。

【总页数】7页(P134-140)
【作者】朱越;王德波
【作者单位】南京邮电大学集成电路科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN62;TP212
【相关文献】
1.微波GaAs功率芯片的低空洞率真空焊接技术研究
2.微波GaAs功率芯片AuSn 共晶焊接微观组织结构研究
3.GaAs MEMS微波功率传感器的设计与模拟
4.掺杂n^(+) GaAs的热电式MEMS微波功率传感器在Ka波段的研究
5.电容式MEMS 微波功率检测芯片悬臂梁负载模型的构建与应用
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p＋—GaInAsSb／p—GaInAsSb／n—GaSb异质结红外探测器

p＋—GaInAsSb／p—GaInAsSb／n—GaSb异质结红外探测器

p＋—GaInAsSb／p—GaInAsSb／n—GaSb异质结红外探
测器
李树玮;金亿鑫
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】1996(006)002
【摘要】ＧａＩｎＡｓＳｂ是红外探测器中重要的半导体材料之一。

我们用水平常压金属氧化物化学气相淀积技术在ｎ型ＧａＳｂ衬底上成功地生长了ＧａＩｎＡｓＳｂ外延层，用ＰＬ谱，红外吸收谱，Ｘ射线衍射和扫描电子超声显微镜等实验手段对ＧａＩｎＡｓＳｂ外延层进行了表征。

【总页数】5页(P7-11)
【作者】李树玮;金亿鑫
【作者单位】中国科学院长春物理研究所;中国科学院长春物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN214
【相关文献】
1.MOCVD法生长富GaSb和富InAs的GaInAsSb合金 [J], 苏宇欢
2.P＋—GexSi1—x／p—Si异质结内光发射长波红外探测器量子效率模型 [J], 王瑞忠;罗广礼
3.GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器及其I-V特性的研究 [J], 刘延祥;夏冠群;唐绍裘;程宗权
4.GaInAsSb/GaSb红外探测器抗反膜的研究 [J], 刘延祥;夏冠群;唐绍裘;李志怀;程宗权
5.CH3CSNH2/NH4OH钝化GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器 [J], 刘延祥;唐绍裘;夏冠群;程宗权;郑燕兰
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一种用于射频和微波测试系统的GaAsSb双异质结双极晶体管集成电路DHBT技术
一种用于射频和微波测试系统的GaAsSb双异质结双极晶体管集成电路DHBT技术
I.简介
一种用于射频和微波测试仪器的高性能GaAsSb基区，InP集电区双异质结双极晶体管集成电路（DHBT IC）工艺被成功研发。

其特有的高射频功率和单位面积增益，出色的增益和开启电压一致性，大的跨导，低的1/f和相位噪声使得HBT IC成为一种对于测试仪器极具吸引力的先进技术。

InP技术拓展了原有InGaP/GaAs异质结双极晶体管集成电路HBT IC技术[1][2]，在不牺牲可靠性和可制造性的基础上使得测试仪器的性能达到67GHz和54Gb/秒。

与GaAs相比InP具有非常优异的材料特性，例如更高的饱和及峰值电子速率，更高的热导率，更低的表面复合速率，以及更高的击穿电场强度。

然而，在传统的GaInAs基区/InP集电区双异质结双极晶体管DHBT中存在集电结异质界面导带不连续。

解决这种I 型半导体能带结构所带来的问题需要认真设计能带梯度以消除低偏置下集电区电子的阻塞。

与之相比，选择GaAsSb作为基区，InP作为集电区能够形成没有阻塞效应的
II型半导体能带结构，同时保持窄的基区带隙所具有的低开启电压和低功耗特性[3].结合其在复杂电路中良好的热学特性，以GaAsSb/InP为基区/集电区的高速、高击穿电压异质结双极晶体管HBT非常适用于测试
仪器产品。

II.制备工艺制备工艺采用1µm临界尺寸G-线分步光刻。

在半绝缘InP衬底上通过分子束外延方法生长异质结双极晶体管HBTs各外延层，形成1×3µm²最小尺寸发射极和自对准蒸发基极金属电极。

采用选择性和非选择性湿法腐蚀工艺，以及非选择性Cl2/Ar-基电感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀工艺制备发射极台面，基区欧姆接触电极，基区/集电区台面，次集电区隔离台面。

等离子体增强化学气相淀积（PECVD）Si3N4作为钝化介质。

晶体管集成了22欧姆/sq Ta2N电阻，250欧姆/sq WSiN电阻和PECVD淀积Si3N4的0.58 fF/µm²金属-介质-金属MIM电容。

聚苯丙环丁烯（BCB）用来实现器件表面平坦化，发射极、基极、集电极欧姆接触电极以及其他无源单元通过电极孔淀积金属实现金属互联。

金属互联采用3层TiPtAu：前两层为6µm电极接触孔，第三层为8µm电极接触孔(Fig.1)。

衬底被减薄到90µm.。

通过刻蚀背面通孔和电镀金实现背面接地(Fig.2)。

背面通孔通过掩膜版和HBr-基ICP刻蚀实现[4]。

文献[5][12]介绍了一些其它InP双异质结双极晶体管集成电路DHBT IC技术，它们都采用GaInAs作为基区。

GaAsSb-基区双异质结双极晶体管DHBT在高速射频分立器件[13][14]和集成电路[15][16]方面均不断地有相关的研究结果予以报导。

本项工作首次报导了在生产环境下制备的具有高击穿电压，200GHz工作，以GaAsSb为基区的InP双异质结双极晶体管集成电路DHBT IC工艺。

III.HBT直流和射频特性
典型HBT共发射极直流特性(集电极电流—集电极偏置，基极电流间隔30µA)显示出这些器件具有良好的电流-电压特性(Fig.3)。

在工作电流密度为1.5mA/µm²下，HBT器件实现了fT= 185GHz，fmax=220GHz以及峰值fT>200GHz。

在比InGaP/GaAs HBT大的多的电流密度范围内截至频率保持在很高的水平(Fig.4).共基极模式开态击穿压(BVcbx)发生在集电极—基极电压为9V，集电极电流为JC=1.3mA/µm²时。

共发射极模式开态击穿(BVceo)发生在集电极—发射极电压接近7V时。

IV.可生产性
工艺的设计考虑到性能、可靠性和可生产性之间的平衡。

从成品率损失Pareto图Fig.5中可以看出发射区/基区短路是影响成品率的主要原因，基区电极柱损失是影响远小于发射区/基区短路的第二个原因。

影响成品率的其它失效模式的影响相对较小，都在测试不确定范围内。

由500个晶体管组成的典型电路所达到的成品率已能够满足小规模仪器的应用应用。

一种新的工艺技术对于Agilent复杂且规模较小的生产其晶片成品率大都如此。

造成晶片成品率损失的原因主要有程序错误、晶片破裂、工艺和/或仪器问题。

我们的经验显示GaAsSb/InP双异质结双极晶体管DHBTs 并不存在异于其它化合物半导体的特有失效机制和更低的可生产性。

所有晶片工艺环节都由具有自动处理晶片功能的设备完成，以最大限度的减小人为因素造成的片与片、批与批之间的差异。

具体的工艺步骤需要不断调整输入参数（例如，每一次要根据测试得到的目标层厚度进行离线计算），数据被不断收集以使统计工艺控制软件进行编程来指导操作者操作。

V.可靠性可靠性通过对分立的自对准1×3µm² HBTs进行高温寿命测试(HTOL)来确定，电流增益(??漂移是主要的可靠性失效模式。

利用测试得到的激活能Ea,其值大约为1.02eV,外推得到Tj =125°C.温度下MTTFs寿命超过106小时。

电流增益(???漂移和基区?集电区电流泄漏（位列第二的主要可靠性失效模式）示于图?。

以电流增益??漂移???作为失效标准同样示于图?，这一标准保证了??值始终保持在??以上。

图?的下半部显示双异质结双极晶体管结构（例如，InP集电区）可在VCE=4.5V下保持高可靠性工作，这一电压值比InP衬底单异质结双极晶体管高出23V。

VI.电路性能A.260GHz一比二静态分频器静态分频器性能和芯片照片示于图7。

双极晶体管HBT用作静电放电保护。

其输入灵敏度窗口非常宽，单端正弦波输入状态下一比二除法功能可在2GHz到60GHz范围内实现。

输入和输出可采用差分和单端方式。

90mA时偏置电压为-3.4V。

典型输出功率从低频时的.0dBm到高频60GHz时的3dBm。

B.差分限幅放大器由50个晶体管组成的差分限幅放大器照片示于图8a。

限幅放大器采用两级Cherry-Hooper，一级cascode和一对有几级发射极跟随器缓冲的差分输出结构，低频小信号差分增益大于32dB,单端(S-E)输
入电压窗口为±700mV最大单端(S-E)输出幅度500mVpp。

放大器从+1V到 4.1V电源消耗0.59W功率。

偏置端采用双极晶体管HBT进行静电放电保护。

输入输出均有差分失调/直流监测以及common-mode pull-up能力.图8b显示了典型的在片增益特性，低频S-E增益26.8±0.5dB，3dB带宽46.8±0.4GHz.。

达到65GHz时群
延时变化小于5ps。

典型43Gb/s眼图输出信号，其幅度为0.50Vpp S E,10%-90%上升时间为9.2ps,总RMS抖动378fs。

295fs RMS 抖动1Vpp差分PRBS231-1NRZ输入信号由以同样技术制作的半速retimer提供。

C.线性相位检测器这一电路在文献[18]中单独有详细介绍。

它使用了超过200个最小尺寸的晶体管，并以HBT作为静电放电保护，3级互联，高值和低值电阻，电容，背面通孔。

对于这样的复杂电路其在线成品率是合乎预期的。