Journal of Electrical Engineering and information Science
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v.2
no.4
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pp.99-105
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1997
The new classified model for N-p heterojunction diode is derived and used extensively in analyzing the current-voltage(I-V) characteristics of the HBTs. A new classification method is presented in order to simplify I-V equations and easily applied to the modeling of HBTs. This classification method is characterized by the properties of devices such as high level injection, the thickness of one or both bulk regions, the surface recombination and the generation-recombination. The simulation results using the proposed model agree well with the experimentally observed I-V behaviors and show good efficiencies in its application to HBTs with respect to mathematical formulation.
Kim, Hong-Seung;Kim, Hye-Jin;Hong, Sun-Eui;Jung, Dong-Yun;Nam, Eun-Soo
ETRI Journal
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v.26
no.1
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pp.61-64
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2004
We have explored the fabrication of an InP/InGaAs single heterojunction bipolar transistor (HBT) and a wave guide p-i-n photodiode (PD) on two kinds of double stacked layers for the implementation of an optoelectronic millimeter-wave monolithic integrated circuit (OEMMIC). We applied a photosensitive polyimide for passivation and integration to overcome the large difference between the HBT and PD layers of around $3{\mu}m$. Our experiment showed that the RF characteristics of the HBT were dependent on the location of the PD layer, while the dc performances of the HBTs and PDs were independent of the type of stacked layer used. The $F_t$ and $F_{max}$ of the HBTs on the HBT/PD stacked layer were 10% lower than those of the HBTs on the PD/HBT stacked layer.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.17
no.8
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pp.823-829
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2004
In this paper, non-self-aligned SiGe HBTs with ${f}_\tau$ and${f}_max $above 50 GHz have been fabricated using an RPCVD(Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition) system for wireless applications. In the proposed structure, in-situ boron doped selective epitaxial growth(BDSEG) and TiSi$_2$ were used for the base electrode to reduce base resistance and in-situ phosphorus doped polysilicon was used for the emitter electrode to reduce emitter resistance. SiGe base profiles and collector design methodology to increase ${f}_\tau$ and${f}_max $ are discussed in detail. Two SiGe HBTs with the collector-emitter breakdown voltages ${BV}_CEO$ of 3 V and 6 V were fabricated using SIC(selective ion-implanted collector) implantation. Fabricated SiGe HBTs have a current gain of 265 ∼ 285 and Early voltage of 102 ∼ 120 V, respectively. For the $1\times{8}_\mu{m}^2$ emitter, a SiGe HBT with ${BV}_CEO$= 6 V shows a cut-off frequency, ${f}_\tau$of 24.3 GHz and a maximum oscillation frequency, ${f}_max $of 47.6 GHz at $I_c$of 3.7 mA and$V_CE$ of 4 V. A SiGe HBT with ${BV}_CEO$ = 3 V shows ${f}_\tau$of 50.8 GHz and ${f}_max $ of 52.2 GHz at $I_c$ of 14.7 mA and $V_CE$ of 2 V.
The total ionizing dose (TID) and non ionizing energy loss (NIEL) effects of 100 MeV phosphorous ($P^{7+}$) and 80 MeV nitrogen ($N^{6+}$) ions on 200 GHz silicon-germanium heterojunction bipolar transistors (SiGe HBTs) were examined in the total dose range from 1 to 100 Mrad(Si). The in-situ I-V characteristics like Gummel characteristics, excess base current (${\Delta}I_B$), net oxide trapped charge ($N_{OX}$), current gain ($h_{FE}$), avalanche multiplication (M-1), neutral base recombination (NBR) and output characteristics ($I_C-V_{CE}$) were analysed before and after irradiation. The significant degradation in device parameters was observed after $100MeV\;P^{7+}$ and $80MeV\;N^{6+}$ ion irradiation. The $100MeV\;P^{7+}$ ions create more damage in the SiGe HBT structure and in turn degrade the electrical characteristics of SiGe HBTs more when compared to $80MeV\;N^{6+}$. The SiGe HBTs irradiated up to 100 Mrad of total dose were annealed from $50^{\circ}C$ to $400^{\circ}C$ in different steps for 30 min duration in order to study the recovery of electrical characteristics. The recovery factors (RFs) are employed to analyse the contribution of room temperature and isochronal annealing in total recovery.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.20
no.8
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pp.661-665
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2007
This paper presents the electrical properties of SiGe HBTs designed with bottom collector and single metal layer structure for RF power amplifier. Base layer was formed with graded-SiGe/Si structures and the collector place to the bottom of the device. Bottom collector and single metal layer structures could significantly simplify the fabrication process. We studied about the influence of SiGe base thickness, number of emitter fingers and temperature dependence $(<200^{\circ}C)$ on electrical properties. The feasible application in $1{\sim}2GHz$ frequency from measured data $BV_{CEO}{\sim}10V,\;f_T{\sim}14GHz,\;{\beta}{\simeq}110,\;NF{\sim}1dB$ using packaged SiGe HBTs. We will discuss the temperature dependent current flow through the e-b, b-c junctions to understand stability and performance of the device.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2007.06a
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pp.187-187
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2007
This paper presents the electrical properties of SiGe HBTs designed with bottom collector and single metal layer structure for RF power amplifier. Base layer was formed with graded-SiGe/Si structures and the collector place to the bottom of the device. Bottom collector and single metal layer structures could significantly simplify the fabrication process. We studied about the influence of SiGe base thickness, number of emitter fingers and temperature dependence (< $200^{\circ}C$) on electrical properties. The feasible application in 1~2GHz frequency from measured data $BV_{CEO}$ ~10V, $f_r$~14 GHz, ${\beta\simeq}110$, NF~1 dB using packaged SiGe HBTs. We will discuss the temperature dependent current flow through the e-b, b-c junctions to understand stability and performance of the device.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1995.11a
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pp.158-162
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1995
We report rf and power characteristics of AlGaAs/GaAs Heterojunction Bipolar Transistor (HBTs) for X-band power applications. HBTs have been fabricated with polyimide a an interlayer dielectric. By characterizing the DC and RF characteristics we obtained the maximum current gain of 45, BV$\_$CEO/ of 10 V, fT of 30 GHz and f$\_$max/ of 17 GHz for device with 6x14$\mu\textrm{m}$$^2$emitter size. To extract accurate equivalent parameters, the De-embedded method was applied for extraction of parasitic parameters and the calculation of circuit equations for intrinsic parameters. Based on the Load-pull method, power characteristics was simulated and measured to get the maximum output power of the device.
In this paper, InP-based HBTs have been optimally designed by numerical simulation and fabricated by the self-aligned process. The structure of HBT was designed in terms of the current gain*f$_{max}$ for the base and f$_{T}$*f$_{max}$ for the collector. The designed structure produced the current gain of about 50 and the cutoff frequency and the maximum oscillation frequency of 87GHz and 2940Hz respectively. In addition, we present a study of the vertical and lateral etching of InP with the mask sides parallel to the principal crystallographic axes, [0101 and (001). This etching characteristics arc used to fabricate self-aligned HBT structures with reduced parasitic effects.s.s.s.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.6
no.2
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pp.114-118
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2006
In this paper, the effect of base and collector structures on DC, small signal characteristics of SiGe HBTs fabricated by RPCVD was investigated. The structure of SiGe HBTs was designed into four types as follows: SiGe HBT structures which are standard, apply extrinsic-base SEG selective epitaxial growth (SEG), apply selective collector implantation (SCI), and apply both extrinsic-base SEG and SCI. We verified the devices could be applied to the fabrication of RFIC chip through a fully integrated 2.4 GHz down-conversion mixer.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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v.35D
no.3
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pp.11-17
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1998
Although GaAs HBTs are very attractive for high power amplifier because of their power handling capablity, they can't be actively commercialized due to the degradation of current gain occured in hihg current operation. In this paper we analyzed the type of current gain degradation of GaAs HBTs under high constant current stress, and identified the mechanism by using two dimensional numerical simulation. The cause of degradation was found out to be the variation of surface recombination states at the interface between GaAs extrinstic base and the nitride passivating the surface of base. The energy radiated from recombination of carriers in bulk as well as near the surface is estimated to activate the change of the surface states.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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