與HBT工藝兼容的四類新型三端負(fù)阻器件的研制與研究.pdf

1、本論文包括了InGaP/GaAs基和AlGaAs/GaAs基超薄基區(qū)負(fù)阻HBT、雙基區(qū)負(fù)阻HBT、電阻柵型負(fù)阻HBT以及基于化合物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的S型雙向負(fù)阻晶體管等四類新型器件的研究內(nèi)容。分別先后進(jìn)行了器件的材料設(shè)計(jì)與制備、器件的結(jié)構(gòu)和版圖設(shè)計(jì)、芯片工藝流水、器件性能測試與分析、器件模擬和負(fù)阻物理機(jī)制分析等系統(tǒng)性的工作。由于以上四類器件在國內(nèi)乃至國際上罕有報導(dǎo)，所以在器件設(shè)計(jì)、性能測試結(jié)果和機(jī)制分析等諸多方面都有一定新意，許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為首次

2、報道。創(chuàng)新性研究成果在于： 1、成功采用選擇性濕法化學(xué)腐蝕研制出8nm厚度基區(qū)的InGaP/GaAs體系超薄基區(qū)負(fù)阻HBT；首次在同一器件上觀察到電壓控制型負(fù)阻和電流控制型負(fù)阻兩種負(fù)阻形式，電壓控制型負(fù)阻的最大集電極電流峰谷比(PVCR)不低于4400；首次發(fā)現(xiàn)隨VC變化的可變電壓控制型負(fù)阻特性； 2、成功采用選擇性濕法化學(xué)腐蝕研制出8nm厚度基區(qū)的AlGaAs/GaAs體系超薄基區(qū)負(fù)阻HBT，并觀察到明顯電壓控制型負(fù)阻

3、特性，最大集電極電流峰谷比(PVCR)不低于1100； 3、通過對器件測試結(jié)果和器件模擬結(jié)果的分析，提出了超薄基區(qū)負(fù)阻HBT的負(fù)阻產(chǎn)生機(jī)制——雙極管—體勢壘管轉(zhuǎn)換機(jī)制，對超薄基區(qū)負(fù)阻HBT的電流控制型負(fù)阻、負(fù)阻特性分散現(xiàn)象和負(fù)阻峰值隨VC增大現(xiàn)象進(jìn)行了分析； 4、將Si基平面雙基區(qū)晶體管概念與HBT結(jié)構(gòu)和工藝相結(jié)合，設(shè)計(jì)并研制了雙基區(qū)負(fù)阻HBT。因工藝原因，電壓控制型負(fù)阻有多種表現(xiàn)形式，并發(fā)現(xiàn)了可變電壓控制型負(fù)阻特性和光