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姓名	陳柏翰(Po-Han Chen)  查詢紙本館藏	畢業系所	電機工程學系
論文名稱	磷化銦/砷化銦鎵雙異質接面雙極性電晶體之製程與分析 (Fabrication and Analysis of InP/InGaAs Double Heterojuction Bipolar Transistors)
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摘要(中)	摘要 本論文主要是研究磷化銦/砷化銦鎵雙異質接面雙載子電晶體之製作與分析。利用固態源分子束磊晶系統成長磷化銦/砷化銦鎵雙異質接面雙載子電晶體，改變磊晶部份，改變磷化銦間閣層之濃度與厚度，使得電晶體得以操作在120kA/cm2的電流密度下，達到fT=120GHz，fMAX=47GHz，BVCEO=4V。 利用複合集極結構，可以達成電流密度150kA/cm2，fT=130GHz，fMAX=66GHz，BVCEO > 9V。為了要更瞭解元件的特性，我們利用T-模型分析內部參數，得到電容電阻充放電時間及元件傳輸時間。分析充放電時間與元件傳輸時間可以提供給我們改善製程及磊晶結構的依據。 從萃取出來的結果得到想要提升高頻效應，電容電阻充放電時間與元件傳輸時間都需要改善，才可達到更佳的特性。在製程上，利用縮小線寬，縮小電容，在維持電阻一定的假設下，減少充放電時間。在結構上，利用縮短集極厚度，減少元件傳輸時間，另外提升抑制電流阻擋效應能力，可以減少充放電時間。
關鍵字(中)	★ 高速元件 ★ 磷化銦 ★ 異質接面雙極性電晶體	關鍵字(英)	★ high speed device ★ DHBT ★ InP-Based
論文目次	目錄 圖目錄 II 表目錄 IV 第一章 序論 1 第二章 砷化銦鎵間隔層對元件特性之影響與分析 3 2-1、序論 3 2-2、元件製程 5 2-3、元件特性與分析 16 2-4、結論 24 第三章 元件模型分析 25 3-1、模型簡介 25 3-2、元件參數之萃取與分析 27 3-3、結論 36 第四章 小尺寸元件之製作與分析 37 4-1、製程設計原理 37 4-2、小尺寸元件之製程 38 4-3、小尺寸元件之量測與分析 47 4-4、結論 51 第五章 結論 52 參考文獻 54 圖目錄 圖2-1 光阻與試片表面剖面示意圖 7 圖2-2 完成射極金屬 8 圖2-3 以射極金屬保護半導體，蝕刻至射基間的間隔層 9 圖2-4 完成Pt/Ti/Pt/Au基極金屬圖 10 圖2-5 蝕刻到次集極 11 圖2-6 完成至集極金屬蒸鍍 12 圖2-7 完成至基板裸露 12 圖2-8 完成第一層鈍化層開洞 14 圖2-9 完成至內部連接金屬蒸鍍 14 圖2-10 試片A與B能帶圖 18 圖2-11 試片B與試片C的能帶圖 19 圖2-12 試片A、B、C的IV 圖 19 圖2-13 能帶圖在高電流注入下的變化 21 圖2-14 高頻量測系統圖 22 圖3-1試片D Current Gain VS Freq圖　　　　　　　　　　　　　28 圖3-2 HBT T-模型小訊號等效模型 　　　　　　　　　　　　　29 圖3-3 T-模型 基集之間電容圖 　　　　　　　　　　　　　　　31 圖3-4圖T-模型 Re+Ree圖 　　　　　　　　　　　　　　　　　31 圖3-5 Ree+Re值 對 之圖 　　　　　　　 　　　　　　 　32 圖4-1 射極金屬輪側面圖 40 圖4-2光阻與撥離光阻剖面示意圖 40 圖4-3金屬因側吃及側鍍線寬改變 41 圖4-4 Isolation-pad 掏空圖 43 圖4-5元件完成至基板裸露 44 圖4-6 完成製程之元件圖 46 圖4-8 fT和fMAX對電流密度圖 48 表目錄 表2-1 製程試片結構　 5 表2-2 以間隔層減少電流阻擋效應結構表 17 表2-3 直流特性一覽表 20 表2-4 高頻特性一覽表 22 表3-1 試片D 元件特性表 27 表3-2 試片D內部參數一覽表 34 表3-3 與其他研究單位元件參數比較表 35 表4-1 試片E結構表 47 表4-2 試片E 元件特性表 48 表4-3試片D、E 元件內部參數一覽表 49
參考文獻	參考文獻 [1] F. Fiedler, K. Mause, G. Pitz,D. Fritzsche, E. Kuphal and H. Kräutle, “InP Based HBTs –Technology Performance and Application.” In Proc. 4th Int. Conf. On InP and Rel Mater., 1992,pp.404-409 [2] D. Ritter, R.A. Hamm, A. Feygenson, H.Temkin, and M.B. Panish S. Chandrasekhar, ”Bistable Hot Electons Transport in InGaAs/InP Composite Collector Heterojunction Bipolar Transisitors,” Appl. Phys. Lett., Vol 61,(July,1992),pp.70-72 [3] Miura, A.; Yakihara, T.; Kobayashi, S.; Oka, S.; Nonoyama, A.; Fujita, T.” InAlGaAs/ InGaAs HBT,” Electron Devices Meeting, 1992. Technical Digest., International , 13-16 Dec. 1992, pp.79 –82 [4] Minoru Ida, Kenji Kurishima, Noriyuki Watanabe, and Takatomo Enoki, “InP/InGaAs DHBTs with 341-GHz fT at high current density over 800kA/cm2,” IEDM Tech Dig, 2001, pp776-779 [5] K. Tang, G.O. Munns, and G. I. Haddad “ High fMAX InP Double Heterojunciton Bipolar Transistors with chirped InGaAs/InP Supperlattice Base-Collector junction grown by CBE,” IEEE electron device letter, vol 18, (November 1997), pp.553- 555 [6] M.W Dvorak,C.R. Bolognesi, O.J. Pitts and S.P. Watkins , “300GHz InP/GaAsSb/InP DHBTs with high current capability and BVCEO ≥ 6V,” IEEE, electron device letter, vol 22 ,No 8, (Auguest 2001), pp.361-363 [7] Hafez, W.; Jie-Wei Lai; Feng, M.”Vertical scaling of 0.25μm emitter InP/InGaAs single heterojunction bipolar transistors with fT of 452 GHz” IEEE, electron device letter, vol 24 ,No 7, (July 2003),Page(s): 436- 438 [8] Yongjoo Song; Kyounghoon Yang;” Reduction of extrinsic base-collector capacitance in InP/InGaAs SHBTs using a new base pad design”, Indium Phosphide and Related Materials Conference, 2002. IPRM. 14th 12-16 May 2002 Page(s):165 – 168 [9] Spiegel, S.J.; Ritter, D.; Hamm, R.A.; Feygenson, A.; Smith, P.R.,”Extraction of the InP/GaInAs heterojunction bipolar transistor small-signal equivalent circuit” IEEE Transaction on Electron device vol.24 No.6 Page(s): 1059-1064(June 1995) [10] D.Caffin, L.Bricard, J.Cournat, L. S. How Kee Chun, B. Luscaut, A. M. Duchenois, M. Meghelli, J. L. Benchimol, And Launay,”Passivation of InP-Based HBT’s for High Bit Rate Circuit Applictions, “Indium Phosphide and Related Materials Conference, 1997. IPRM. May 1997 Page(s):637 – 640 [11] William Liu,” Handbook of III-V of Heterojuction Bipolar transistors”, John Wiley and sons, p724,1998 [12] 王聖瑜,”磷化銦異質接面雙極性電晶體元件製作與特性分析”,碩士論文，國立中央大學，民國93年。 [13] William Liu,” Handbook of III-V of Heterojuction Bipolar transistors”, John Wiley and sons, p274,1998
指導教授	綦振瀛(Jen-Inn Chyi)	審核日期	2005-7-15
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