異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管是一種半導(dǎo)體器件,最早由惠勒(Herbert Kroemer)于1957年提出并得到發(fā)展。異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管與同質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的區(qū)別在于它使用了兩種不同材料的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),形成了pn結(jié)外還形成了pnp或npn結(jié)構(gòu),其中異質(zhì)結(jié)部分被稱(chēng)為限制層,極大地增強(qiáng)了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。
1.異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管簡(jiǎn)介
異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管是一種雙極型晶體管,包含三個(gè)區(qū)域:P型、N型和異質(zhì)結(jié)區(qū)。其中異質(zhì)結(jié)區(qū)域的厚度遠(yuǎn)小于其余兩個(gè)區(qū)域, 通常是幾十奈米至一百多奈米。由于用于異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的材料具有不同的禁閉能帶和電子親和力,因此產(chǎn)生了名稱(chēng)中的“異質(zhì)結(jié)”。
2.異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的特征
異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管相對(duì)于同質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的主要特征在于:
- 與其他多種雙極晶體管類(lèi)型相比,具有更高的開(kāi)關(guān)速度。
- 具有低噪聲系數(shù)、高增益和高截止頻率。
- 可以在小信號(hào)放大器和射頻放大器等應(yīng)用中起到優(yōu)異的性能。
3.異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的優(yōu)點(diǎn)
使用異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
- 具有較高的電流放大倍數(shù)。不需要檢流電阻就可以獲得大電流放大倍數(shù)。
- 具有快速開(kāi)關(guān)特性,適用于高頻率應(yīng)用,如微波功率放大器。
- 與其他類(lèi)型半導(dǎo)體器件(如場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOSFET)相比,其制造成本較低,可批量生產(chǎn)。
4.異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的制作方法
異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的制造方法大致可以分為以下步驟:
- 清潔硅基片以去除表面雜質(zhì)。
- 通過(guò)化學(xué)氣相沉積法在硅基片上生長(zhǎng)薄的摻雜層,并形成與之結(jié)合的異質(zhì)結(jié)。
- 通過(guò)光刻和濕法腐蝕等技術(shù)將摻雜物剝離,形成不同導(dǎo)電性的區(qū)域。
- 沉積金屬電極和保護(hù)層,然后進(jìn)行熱處理和退火等步驟來(lái)激活摻雜物并形成電極。