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InP基HBT的理论研究及其在光接收机前端的应用

作　者: 江琳琳
导　师: 任晓敏
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 异质结双极晶体管(HBT) 双异质结双极晶体管(DHBT) 发射极电流集边效应截止频率最大振荡
分类号: TN322.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本论文的工作是围绕任晓敏教授承担的教育部高等学校博士学科点专项科研基金“RCE光探测器和HBT的单片集成(OEIC)高速光接收模块”(项目编号:20020013010)、任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”(项目编号:2003CB314900)等项目展开的。随着宽带通信系统和高容量的网络系统的发展,对高速、低功率损耗器件的需求越来越迫切。应对这种对器件和电路的高性能的需求,HBT的研究迅速发展起来。在目前的科研中HBT常选InP晶格匹配的InGaAs材料,由于InP/InGaAs HBT很好的特性,它可以实现高掺杂,并且是突变异质结,可实现高电子迁移速率,和低导通电压,进而使得它具有高速的性能和低的功率损耗本论文的工作主要是从InP基HBT器件的理论出发研究器件的设计、实验的制备。以下是本论文的研究成果:(1)发射极电流集边效应是限制HBT承载电流能力的主要因素之一。本文对其进行了详细的讨论。论文计算了发射极电流集边效应对B-E间的结电压的影响,讨论了发射极掺杂浓度、发射极长度、基极厚度的、发射极宽度对发射极电流集边效应的影响,从而优化HBT结构及掺杂浓度的设计。(2)研究了HBT的结构以及掺杂浓度对其高频性能的影响。讨论了InP基HBT的发射极、基极、集电极各自的掺杂浓度、宽度、长度、厚度对HBT截止频率和最大振荡频率的影响,结合实际情况优化HBT的结构参数及掺杂浓度的设计。(3)对已有的新型HBT结构研究成果上进一步研究,从理论上研究出一种方法可以解决原来结构中当掺杂浓度发生微小变化时,HBT的能带图会有剧烈变化的问题,而且有更好的反向击穿特性,同时保持其特有的PIN吸收层。(4)参与了InP基HBT器件的制备。经测试得出:对于2μm尺寸型号的InP基HBT器件,其电流增益截止频率为f_T20GHz。

InP基HBT的理论研究及其在光接收机前端的应用

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