同質(zhì)結(jié)雙極和異質(zhì)結(jié)雙極調(diào)制圖譜分析

同質(zhì)結(jié)雙極和異質(zhì)結(jié)雙極調(diào)制圖譜分析

1algaas/gaas異質(zhì)結(jié)雙極晶體的工藝特點1951年，schokley提出了將寬帶材料用作晶體發(fā)射結(jié)構(gòu)的原則。1957年，h.kromer系統(tǒng)解釋了在發(fā)射區(qū)材料的禁帶寬度大于基區(qū)長的禁帶寬度的原因，因此可以獲得高度的注入比。1972年，dumka使用液體交叉法首次制成了異質(zhì)結(jié)雙極晶。隨著分子束交叉技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，1978年，貝克爾實驗室使用mle獲得了混合異質(zhì)結(jié)雙極晶體。自此以后，在80年代，采用worm方法制備了algaas-gaas異質(zhì)結(jié)雙極晶。近年來，人們通過帶工程獲得了不同材料結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)雙極晶體。從同質(zhì)的硅雙極晶體管發(fā)展到異質(zhì)結(jié)雙極晶體管,在設(shè)計上發(fā)生了根本變革,人們從摻雜工程設(shè)計進入到能帶工程設(shè)計,調(diào)整了發(fā)射區(qū)和基區(qū)的摻雜濃度,從而降低了發(fā)射結(jié)電容和基區(qū)電阻,提高了增益.異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)的電流增益截止頻率fT高,驅(qū)動能力強,適合于高速電路.它的相位噪聲低,功率密度大,在低噪聲大功率方面將發(fā)揮其特長.2hbt材料的結(jié)構(gòu)同質(zhì)結(jié)雙極晶體管是利用同種半導體材料(如硅材料)制成的具有兩個p-n結(jié)的晶體管,它是由電子和空穴兩種載流子參與導電過程的半導體器件.兩個p-n結(jié)形成了發(fā)射區(qū)E、基區(qū)B和集電區(qū)C.其基本結(jié)構(gòu)分p-n-p型和n-p-n型,如圖1.實際應用電路中晶體管有3種連接方法:共基極、共發(fā)射極和共集電極,如圖2所示.這3種連接方法中,發(fā)射結(jié)均為正偏置,集電結(jié)均為負偏置.發(fā)射結(jié)在正偏置下,對于p-n-p型晶體管,空穴從發(fā)射區(qū)向n型基區(qū)注入,電子從n型基區(qū)向p型發(fā)射區(qū)注入.由于集電結(jié)處于反偏置,當基區(qū)寬度較窄時,注入到基區(qū)的空穴將被集電結(jié)強電場掃過集電結(jié)耗盡區(qū),形成集電極電流.如果大部分從發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的空穴在輸運過程中未被復合掉而到達集電極,那么集電極電流就接近發(fā)射極空穴電流.顯然,共基極接法中晶體管不起電流放大作用,但由于發(fā)射結(jié)為正偏置,正向電阻小,集電結(jié)反偏置有大的反向電阻,因此具有電壓放大和功率放大作用.除共基極連接方式之外,共發(fā)射極被廣泛采用,因為它具有電流和功率放大作用.以n-p-n型雙極晶體管為例,共發(fā)射極電流放大系數(shù)(增益)β(≈IC/IB)受發(fā)射效率η(η=InE/IE)和基區(qū)輸運因子αB的影響.發(fā)射效率表示由發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子電流InE與發(fā)射極總電流IE之比,對放大有貢獻的是注入到基區(qū)的電子電流InE.若忽略EB結(jié)界面復合電流,理想情況下η接近1.基區(qū)輸運因子αB表征了到達集電結(jié)的電子電流InC與注入到基區(qū)的電子電流InE之比,它反映了載流子在輸運過程中在基區(qū)和BC結(jié)界面區(qū)的復合損失情況.這種復合損失越小,αB越接近1.顯然在理想情況下η≈1,αB≈1,InE≈InC≈IC,而IB=IE-IC,表明IB很小,所以電流增益β(β=IC/IB)可達到很大.HBT的材料結(jié)構(gòu)為較為成熟的N-p-n型,與同質(zhì)雙極晶體管n-p-n型比較,用大寫字母“N”替換小寫“n”,其含義表示發(fā)射區(qū)為n型寬禁帶材料.圖3表示n-p-n同質(zhì)結(jié)和N-p-n異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的能帶圖.圖4表示其摻雜分布圖.由上圖不難看出,同質(zhì)結(jié)雙極晶體管和異質(zhì)結(jié)雙極晶體管在能帶結(jié)構(gòu)上存在著差異,在摻雜分布上也存在著差異.同質(zhì)結(jié)雙極晶體管的發(fā)射區(qū)和基區(qū)有相同禁帶寬度,即ΔEg=0.而HBT中ΔEg不等于零;在摻雜分布上,前者的發(fā)射區(qū)為高摻雜,而HBT的發(fā)射區(qū)摻雜濃度要低;前者的基區(qū)摻雜濃度要低于HBT基區(qū)的摻雜濃度.它集中反映了由同質(zhì)結(jié)雙極晶體管發(fā)展到異質(zhì)結(jié)雙極晶體管,在材料結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計上發(fā)生的根本變化,其內(nèi)在因素將作重點分析.3異質(zhì)結(jié)晶體結(jié)構(gòu)模擬在同質(zhì)結(jié)雙極晶體管中,描述載流子輸運過程的模型有擴散模型、熱電子發(fā)射模型和隧道模型等.對于異質(zhì)結(jié)雙極晶體管來講,仍可采用這些模型,但必須考慮異質(zhì)結(jié)中的能帶斷續(xù)、能帶的漸變及各種復合等諸方面對載流子輸運的影響,最終得到表征載流子輸運過程的I-V特性.當然,若載流子的輸運過程是幾種形式的組合,則可采用復合模型.3.1電子和空穴的擴散特性以AlxGa1-xAs/GaAs單異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(N-p-n型)為例,若E-B結(jié)發(fā)射區(qū)AlxGa1-xAs一側(cè),x緩變,可得到平滑而連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu),消除了圖3(b)能帶圖上的“尖峰”,得到了所謂漸變異質(zhì)結(jié).這時可采用與同質(zhì)結(jié)相似的擴散模型分析載流子輸運過程.E-B結(jié)在正偏置下,寬禁帶N-AlxGa1-xAs發(fā)射區(qū)向窄禁帶的p-GaAs基區(qū)注入電子,p型GaAs基區(qū)向N-AlxGa1-xAs發(fā)射區(qū)注入空穴.電子流與空穴流之比稱為注入比.如果滿足:(1)異質(zhì)結(jié)空間電荷區(qū)以外區(qū)是電中性;(2)載流子濃度可用玻爾茲曼統(tǒng)計來近似;(3)在小注入情況下(注入少子的濃度比多子少得多);(4)E-B結(jié)空間電荷區(qū)及外表面無復合產(chǎn)生,可得到在平衡狀態(tài)時和正向偏置下發(fā)射區(qū)和基區(qū)的電子、空穴濃度.然后求解穩(wěn)態(tài)電流連續(xù)方程,可以得到從發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入的電子流jn1和從基區(qū)向發(fā)射區(qū)注入的空穴流jp2.電子和空穴的擴散電流為jn1=qDn1n10Ln1[exp(qVakΤ)-1],(1)jp2=qDp2p20Lp2[exp(qVakΤ)-1],(2)其中Ln,Lp,Dn,Dp分別為作為少子的電子和空穴的擴散長度和擴散系數(shù).腳標1表示p-GaAs,腳標2表示N-AlxGa1-xAs.Va表示偏置電壓,n10和p20表示平衡狀態(tài)下的電子、空穴濃度.總電流可表示為j=jn1+jp2=[qDn1n10Ln1+qDp2p20Lp2](expqVakΤ-1).(3)這就是利用擴散模型給出的漸變異質(zhì)結(jié)N-p的伏安特性.由(1)式和(2)式可以得到發(fā)射結(jié)的注入比為如果雜質(zhì)完全電離,n20和p10分別等于寬帶N-AlxGa1-xAs和窄帶P-GaAs的摻雜濃度ND2和NA1.在同質(zhì)結(jié)中,n1i=n2i,則由上式可以看出,同質(zhì)結(jié)中注入比主要取決于n區(qū)和p區(qū)的摻雜濃度比(ND2/NA1),這就是為什么只能利用摻雜工程設(shè)計同質(zhì)結(jié)雙極晶體管.本征載流子濃度與材料的禁帶寬度有關(guān),即ni=2(2πkΤ)32(mpmn)34h3exp(-Eg2kΤ),(6)代入(4)式,可得到即注入比jn1jp2∝ΝD2ΝA1exp(ΔEg/kΤ).(8)顯然,異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的注入比與發(fā)射區(qū)和基區(qū)的禁帶寬度差ΔEg呈指數(shù)關(guān)系,這樣人們就可以從能帶結(jié)構(gòu)來設(shè)計異質(zhì)結(jié)雙極晶體管.由于ΔEg對注入比的影響遠大于發(fā)射區(qū)與基區(qū)的摻雜濃度比對它的影響,這樣就可降低發(fā)射區(qū)摻雜濃度來減小發(fā)射結(jié)電容.同時,提高基區(qū)濃度,降低基區(qū)電阻,來改善器件的頻率、噪聲等性能.不難看出,異質(zhì)結(jié)晶體管材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一次從摻雜工程設(shè)計到能帶工程設(shè)計的變革.下面舉一個簡單的例子來說明在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中ΔEg對注入比的影響:(7)式中右邊第一項系數(shù)可近似取為1,注入比jn1jp2≈ΝDΝAexp(ΔEg/kΤ).對于同質(zhì)結(jié),ΔEg=0,jn1jp2≈ΝDΝA;對于異質(zhì)結(jié)N-Al0.3Ga0.7As/p-GaAs,ΔEg=0.403eV,jn1jp2≈ΝDΝAexp(ΔΕg/kΤ)=ΝDΝAexp15.59=ΝDΝA-.9×106.由上述簡單的計算,可以看出異質(zhì)結(jié)構(gòu)中帶隙差對提高注入比起決定性作用.ΔEg對注入比的大幅度提高給我們創(chuàng)造了重新調(diào)整ND,NA的條件.當然要保證有足夠大的注入比,減少體內(nèi)和表面的復合也是很重要的.3.2異質(zhì)結(jié)和i-v特性的突變3.2.1載流子的選擇上面分析了利用擴散模型得到的漸變異質(zhì)結(jié)I-V特性,是指發(fā)射區(qū)和基區(qū)導帶之間沒有所謂“尖峰”的存在.對于一個理想的突變異質(zhì)結(jié)來講,能帶圖上導帶有一個勢壘“尖峰”(見圖5).安德森(Anderson)在擴散理論的基礎(chǔ)上分析了存在“尖峰”時的載流子輸運情況.由于在異質(zhì)結(jié)界面,導帶和價帶的斷續(xù)ΔEc和ΔEV的存在,電子和空穴兩種載流子越過異質(zhì)結(jié)時應克服不同的勢壘,若只考慮電子流在輸運過程中起主要作用,那么在平衡狀態(tài)時,寬禁帶N-AlGaAs發(fā)射區(qū)中,只有那些能量大于qVD2的電子才能在窄帶GaAs材料的邊界上聚集,并以擴散方式向窄帶GaAs區(qū)運動.若外加偏壓為Va時,能帶圖為圖5中的虛線所示;Va分別加在兩種材料上,即Va=Va1+Va2,這時N區(qū)勢壘VD2-Va2,p區(qū)勢壘為VD1-Va1.安德森認為異質(zhì)結(jié)界面對載流子有一定反射,而引入一個透射系數(shù)χ,且n20=N2D,最終得到I-V特性為若正向偏置時忽略exp(-qVa1kΤ),則J∝expqVa2kΤ,即總電流與外加偏壓呈指數(shù)變化關(guān)系.3.2.2子的檢測安德森的異質(zhì)結(jié)擴散模型認為,能量大于qVD2的電子是以擴散方式向窄帶區(qū)運動,而熱電子發(fā)射模型則認為這些電子是以熱電子發(fā)射方式,以很高的速度(v=107—108cm/s)向前運動,這樣大大縮短了在基區(qū)的渡越時間.用與安德森擴散模型中類似的處理方法,最終得到比較(9)式與(10)式的差別僅在于系數(shù)的差異.3.2.3基區(qū)電流ip的影響隧道模型認為電子在沒有到達越過“尖峰”的能量時,可以以隧道方式穿過勢壘進入基區(qū),隧道電流是入射電子流與隧穿幾率的乘積,這里不作詳細敘述.在運用上述三種基本模型時,實際上還應考慮其他因素的影響,如空間電荷區(qū)的復合電流、表面復合電流和基區(qū)復合電流等(見圖6和圖7).異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的發(fā)射極電流IE可由3部分組成:(1)電子從發(fā)射區(qū)越過勢壘到達基區(qū)的電流InE;(2)注入的電子和注入的空穴在空間電荷區(qū)的復合電流Isr;(3)基區(qū)空穴越過勢壘進入發(fā)射區(qū)的空穴電流Ip.即IE=InE+Isr+Ip.基區(qū)電流IB包括:(1)基區(qū)空穴進入發(fā)射區(qū)的空穴流Ip;(2)基區(qū)的體復合電流Ivr;(3)空間電荷區(qū)的空間復合電流Isr;(4)基區(qū)外表面的復合電流Ifr(實際器件所應考慮的);(5)基極歐姆接觸界面復合電流Itr(實際器件所應考慮的).即IB=Ip+Ivr+Isr+Ifr+Itr=Ip+Isr+Ibr,其中Ibr=Ivr+Ifr+Itr,Ibr統(tǒng)稱為基區(qū)復合電流.集電極電流IC為ΙC=ΙE-ΙB=ΙnE-Ιbr,即集電極電流等于注入到基區(qū)的電流減去基區(qū)復合電流.(InE-Ibr)/InE,即IC/InE稱為基區(qū)輸運因子.共發(fā)射極電流增益β為β=ΙCΙB=ΙnE-ΙbrΙp+Ιsr+Ιbr.(11)因此,要想提高增益,降低基區(qū)復合電流Ibr空間電荷區(qū)的復合電流Isr及表面復合電流是非常重要的.表面復合電流往往在有較大的發(fā)射極面積與周長比時可以忽略.這時共發(fā)射極電流增益的最大值βmax為βmax=ΙnE/Ιp.(12)顯然,最大增益βmax實際上就是異質(zhì)結(jié)的注入比(InE/Ip).這說明了增益和注入比有關(guān).前面談到的要提高增益,就要降低基區(qū)復合電流(Ibr,Isr),這實際上也說明了增益與基區(qū)的輸運因子有關(guān).輸運因子αB=InC/InE,基區(qū)復合損失減小才可使到達集電區(qū)的電流增大,增益提高.概括來講,共發(fā)射極電流增益的提高,主要依賴于注入比的提高和減少復合.4inp基hbt材料組合異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是異質(zhì)結(jié),也就是說,它是利用不同禁帶寬度的材料組合成發(fā)射結(jié)和集電結(jié).為減少在界面處產(chǎn)生的位錯、缺陷而導致的載流子復合,不同材料的晶格常數(shù)應盡量接近.此外,材料生長過程是一個高溫過程,異質(zhì)結(jié)材料的熱膨脹系數(shù)的一致性也是重要的.HBT發(fā)射結(jié)和集電結(jié)(重要的是發(fā)射結(jié))材料的組合原則,還必須考慮不同材料的禁帶寬度之差ΔEg,導帶和價帶的斷續(xù)量ΔEc和ΔEv,材料遷移率的大小,表面復合速度和熱導率等等.例如InGaAs(Eg=0.75eV)比GaAs(Eg=1.42eV)有較小的禁帶能量,較高的遷移率,InGaAs有較小的表面復合速度,約103cm/s,而GaAs為106cm/s,這樣,InGaAs為基區(qū)的HBT的增益比GaAs要高.InP基材料(包括InP,InGaAs和InAlAs)有比GaAs高50%的熱導率.因此,在相同的功耗下,InP基HBT散熱好.下面列出一些采用較多的HBT發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)材料組合結(jié)構(gòu)(見表1).在上面列舉的材料組合中,很多發(fā)射區(qū)采用了三元系或四元系材料,其晶格常數(shù)是通過調(diào)整合金組分來控制,同時其禁帶寬度也發(fā)生了變化.HBT的低開啟電壓和小功耗要求發(fā)射結(jié)有小的內(nèi)建電勢Vbi,InP基HBT用窄禁帶的InGaAs作基區(qū)可獲得比GaAs基HBT(GaAs作基區(qū))更低的開啟電壓和小功耗.但是對于一個理想突變的結(jié)構(gòu)來講,能帶圖上存在“尖峰和(能)谷”,窄帶區(qū)的能谷(勢阱)將會收集發(fā)射區(qū)注入來的電子,對電子的進一步注入有抑制作用.其典型值為幾個毫電子伏,有時常常忽略.導帶邊“尖峰”的存在,說明了與漸變異質(zhì)結(jié)相比,電子從發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入要克服一個附加勢壘,減小了注入比.上面已經(jīng)談到漸變異質(zhì)結(jié),我們有q(Vp-Vn)=ΔEg,ΙnEΙp∝exp(ΔEg/kΤ).對于突變異質(zhì)結(jié)來講,q(Vp-Vn)≈ΔEV,所以ΙnEΙp∝exp(ΔEv/kΤ).(13)這就是說,理想的突變異質(zhì)結(jié),電流增益與價帶的斷續(xù)量ΔEv呈指數(shù)變化關(guān)系.在設(shè)計突變異質(zhì)結(jié)雙極晶體管時,要獲得高增益,發(fā)射區(qū)與基區(qū)的材料組合要有大的ΔEv.另外,ΔEv大,器件就具有優(yōu)良的高溫特性.例如上面列出的材料組合中AlxGa0.52-xIn0.48P/GaAs是近幾年研究較多的高溫HBT之一.AlxGa0.52-xIn0.48P在與GaAs晶格匹配的Ⅲ-Ⅴ族化合物中,具有最大的價帶不連續(xù)量ΔEv(0.27—0.63eV).寬禁帶GaN/SiC,AlGaN/GaNHBT屬這一類器件.4.1發(fā)射結(jié)摻雜濃度的選擇緩變發(fā)射結(jié)組分漸變距離要適當.漸變距離太短,導帶的尖峰不能消除;漸變距離太長,在正偏壓下導帶上會產(chǎn)生一個對電子起陷阱作用的場,降低了注入效率.組分漸變?nèi)舭磼佄锞€規(guī)律,勢壘尖峰消失得更為平滑.以Al0.3Ga0.7As/GaAs為例,若ND=2×1017cm-3,漸變距離為300較為合適.發(fā)射結(jié)附近實際存在著兩個界面,一個是異質(zhì)界面,另一個是p-n結(jié)界面,理想情況是二者重合.對于突變異質(zhì)結(jié)容易確定交界面范圍,漸變結(jié)則不易確定.在材料生長過程中(或在其他高溫過程中),若使用擴散系數(shù)較大的摻雜劑,如p型摻雜劑Be和Zn,則p-n結(jié)界面容易位移到發(fā)射區(qū)之中,這相當于發(fā)射區(qū)形成了一個同質(zhì)p-n結(jié),降低了注入比.為避免這種情況,可在異質(zhì)結(jié)界面窄帶區(qū)一側(cè)或兩側(cè)加入一非摻雜層.也可選擇擴散系數(shù)更小的p型摻雜劑,如碳,以防止在材料生長過程中p型摻雜劑拖尾到N型寬帶材料區(qū).HBT頻率特性的提高,還依賴于減少發(fā)射結(jié)面積,減少發(fā)射區(qū)的摻雜濃度.發(fā)射區(qū)摻雜濃度的減小雖然使發(fā)射結(jié)電容降低了,但是增加了發(fā)射區(qū)電阻,因此,要與發(fā)射區(qū)的厚度等結(jié)合起來考慮.Al0.3Ga0.7-As/GaAsSHBT,發(fā)射區(qū)Al0.3Ga0.7As典型的摻雜濃度是(2—5)×1017cm-3,厚度為1000左右.綜合上述,對于發(fā)射結(jié)ΔEC大的HBT,要設(shè)法實現(xiàn)理想的組分漸變,保證HBT的電流增益.對于突變結(jié)HBT,選擇大的ΔEv的發(fā)射結(jié)材料組合.總之,利用能帶工程設(shè)計HBT,可以更合理地調(diào)整摻雜濃度.4.2基區(qū)材料參數(shù)的確定HBT基區(qū)層的設(shè)計,尤其是工作在微波頻率,它起著關(guān)鍵作用,因為它強烈地影響著fT和fM.這里我們主要分析載流子在基區(qū)的渡越時間和基區(qū)體電阻對HBT性能的影響.我們知道fT與少子在基區(qū)的渡越時間τB有關(guān),即τB=WB2/2DB?(14)式中擴散系數(shù)DB=μekΤ/q.不難看出,減小τB,可提高fT.此外,選擇遷移率高的材料作基區(qū).當器件發(fā)射區(qū)-基區(qū)外表面被鈍化時(降低表面復合),影響基區(qū)電流的主要是發(fā)射結(jié)空間電荷區(qū)的復合電流和基區(qū)體復合電流.因此減少基區(qū)寬度,從而減少渡越基區(qū)時間τB,合適的基區(qū)摻雜提高少子壽命以及減小各種復合是對基區(qū)材料參數(shù)(幾何尺寸和摻雜濃度)設(shè)計必須考慮的重要因素.HBT應用于開關(guān)電路,開關(guān)時間可表示為τs=52RBCC+RBRL+(3CC+CL)RL.(15)這里RB為基區(qū)電阻,CC為集電極電容,RL和CL為負載電阻和電容.依上式,降低RB可以縮短開關(guān)時間.除了上述談到的合理的基區(qū)寬度及摻雜濃度設(shè)計之外,基區(qū)還可以采用帶隙漸變基區(qū)結(jié)構(gòu).調(diào)整二元系或多元系基區(qū)組分,使禁帶寬度發(fā)生變化,產(chǎn)生的附加電場減小了少子在基區(qū)的渡越時間,少子在基區(qū)的渡越時間也可表示為τB=qWB2μ(Eg1-Eg2)?(16)式中Eg1-Eg2為基區(qū)的帶隙變化,產(chǎn)生的附加電場E=Eg1-Eg2qWB.在雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管中,若集電區(qū)采用比基區(qū)大的帶隙材料,這樣,在CB結(jié)處空穴勢壘增加,基區(qū)的摻雜濃度可進一步提高.4.3采用單異質(zhì)結(jié)雙極晶體的工藝設(shè)計集電區(qū)的厚度與載流子在集電區(qū)的渡越時間τC有關(guān),厚度增加,渡越時間加長,同樣fT將下降.集電區(qū)的渡越時間由下式表示:τC=WC/2vs+CC(RE+RC),(17)式中WC為集電區(qū)厚度,vs為集電區(qū)中的電子飽和速度,CC為集電結(jié)電容,RE,RC為發(fā)射極和集電極電阻.要減小集電結(jié)電容,有效的辦法是減少基區(qū)歐姆接觸區(qū)面積和縮短發(fā)射區(qū)到基極接觸的間距.因此,在制作工藝中往往采用自對準工藝形成基區(qū)的歐姆接觸區(qū).為保證一定的擊穿電壓和減小CC,收集區(qū)采用較低摻雜濃度.為了使單異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SHBT)源、漏電極能夠互換,集電區(qū)也可采用寬帶隙材料,如將AlGaAs/GaAs/GaAs結(jié)構(gòu)改為AlGaAs/GaAs/AlGaAs結(jié)構(gòu).發(fā)射區(qū)和集電區(qū)保持相同的摻雜濃度,這就是雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(DHBT).在單突變結(jié)SHBT中,因為導帶出現(xiàn)斷續(xù)ΔEC.當B-C也是突變結(jié)構(gòu)時,注入到基區(qū)的電子將在兩個ΔEC組成的勢阱中多次碰撞而可能被復合掉.因此,B-C結(jié)要做成組分緩變.也有的在基區(qū)和集電區(qū)加入一層帶隙介于基區(qū)和集電區(qū)之間的材料,使帶隙寬度變化呈臺階梯度.例如,在InP/InGaAs/InPHBT中B-C結(jié)中加入GaInAsP(Eg=0.94eV),變成InP(E)/InGaAs(B,Eg=0.78eV)/GaInAsP(ΔEg=0.94eV)/InP(C,Eg=1.35eV)結(jié)構(gòu).4.4金屬結(jié)構(gòu)材料.HBT的E,B,C區(qū)摻雜濃度與同質(zhì)結(jié)雙極晶體管相比,尤其是E,B區(qū)有較大差異.為了降低CEB和RB,一般來講,NpN型