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功率异质结双极型晶体管(HBT)具有高输出功率、优异的高频特性、较宽的线性和高的效率,在微波功率领域得到广泛应用,并扮演着越来越重要的角色。但是,由于器件本身的自加热效应的影响,工作环境温度的不同,器件特性会发生漂移,特性参数退化,而我们希望器件特性能够在较宽的温度范围内保持稳定。因此,对改善HBT温度特性的研究越来越受到人们的关注。 一般而言,实际的HBT的基区杂质分布是不均匀的,因此,论文首先研究了基区杂质分布的非均匀性对HBT温度特性的影响,随后,基于“能带工程”(Ge组分分布),对改善基区非均匀掺杂的SiGe HBT温度特性的技术进行了研究。主要工作如下: 首先,研究了基区不同杂质分布的SiGe HBTs的温度特性。以高斯分布形式的基区非均匀掺杂的SiGe HBT为例,研究了具有不同高斯分布的SiGe HBTs的体内纵向温度分布,以及增益、特征频率的温度特性。结果表明,杂质非均匀分布产生的阻滞电场给器件特性带来了一定的消极影响,随着基区非均匀掺杂的峰值浓度位置,从中性基区的发射极侧向集电极侧移动,器件的增益和特征频率值下降,但峰值温度有所下降,增益和特征频率的温度特性有所改善。 其次,研究了基区不同Ge组分分布的SiGe HBTs的温度特性。发现,基区引入Ge组分线性缓变,产生了少子加速电场,不但可以增加HBT的增益和特征频率值,而且也可以改善HBT的增益和特征频率随温度的变化。对基区非均匀掺杂的HBT,简单地在基区引入Ge组分线性缓变,可以在一定程度上补偿杂质缓变产生的阻滞电场,改善器件的一些特性,但这种改善有限。 最后,提出一种改善SiGe HBT电学性能及其温度特性的基区Ge组分梯形分布形式——先线性缓变再均匀分布。大的Ge组分缓变梯度,有效地补偿了杂质缓变产生的阻滞电场,扩展了加速电场的区域范围。这种基区Ge组分梯形分布形式,不但提高了HBT增益和特征频率值,还改善了增益和特征频率对温度的敏感性,器件体内有较好的温度分布。这对设计和制造宽温区工作的SiGeHBTs很有参考价值。