异质结双极型晶体管

异质结双极型晶体管

异质结双极型晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)是由禁带宽度不同的半导体材料构成发射区、基区和集电区的双极型晶体管,外文简称HBT。该概念由W.B.肖克莱于1951年提出,最初称为“宽发射区”晶体管,70年代因砷化镓外延生长技术突破得以发展。其核心特征为发射区材料禁带宽度大于基区,通过异质结实现基区高掺杂(达10²⁰/cm³)并提升注射效率 。

HBT采用AlGaAs/GaAs、InP/InGaAs等晶格匹配材料构建异质结,或通过应变层实现Si/SiGe异质结与硅工艺兼容 。典型结构包含高浓度n型子集电极层、p型基极层及能带隙差异化的发射极层,电极下方形成合金化反应层以优化欧姆特性。相较于传统双极晶体管,HBT具有更高发射效率和毫米波频段工作能力 。最新研究通过SiGe赝埋层和深孔接触工艺将截止频率提升至112GHz,并实现与CMOS工艺兼容 。其截止频率受基区渡越时间限制,在射频功率放大器和5G通信中得到应用 。

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