Research for ultra-fast operation of InP HBT by ballistic transportation in collector

InP HBT在收集器中弹道输运超快运行研究

基本信息

批准号：
16360170
负责人：
MIYAMOTO Yasuyuki
金额：
$ 9.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16360170/
关键词：
Heterojunction bipolar transistor InP Electron beam lithography Ballistic electron Collector capacitance Narrow emitter Collector transit time Kirk effect ヘテロ接合バイポーラトランジスタ

项目摘要

Obtained results in this study are as follows :Electron velocity in the collector was estimated by Monte Carlo simulation. In the heterojunction bipolar transistor with 100 nm thick collector, electron velocity is over 4x10^7cm/s at first 40 nm, but the velocity is less than 2x10^7cm/s at final 20 nm. With base thickness of 25 nm, estimated cutoff frequency is about 630 GHz.Thus we propose hot electron transistors with intrinsic semiconductor as propagation region for ballistic transportation and thermionic hetero-launcher for high drivability controlled by insulated gate. Electron speed in the collector is over 7x10^7cm/s and cutoff frequency over 1 THz is estimated when collector current density is over 1000 kA/cm^2.Heterojunction bipolar transistors with 0.1um wide buried metal wires showed 0.6 fF as total collector capacitance. To our knowledge, this is the smallest capacitance. However, electron flux from side of the wire limits further improvement. Thus we proposed heterojunction bipolar transistors with SiO_2 wire under base contact region. 200-nm-thick wires were buried in heterojunction bipolar transistor structure with flat hetero-interface. In the transistors with SiO_2 wire, no serious degradation was observed in DC measurements. Hot electron transistors with insulated gate and thermionic hetero-launcher were fabricated. Good isolation of gate and collector current control by gate bias were confirmed.

在这项研究中获得的结果如下：通过蒙特卡洛模拟估算收集器中的电子速度。在具有100 nm厚的收集器的异性结双极晶体管中，首先在40 nm时电子速度超过4x10^7cm/s，但在最后20 nm时，速度小于2x10^7cm/s。基本厚度为25 nm，估计的截止频率约为630 GHz。因此，我们提出了带有内在半导体的热电子晶体管作为弹道传输和热杂音弹药的繁殖区域，用于由隔离门控制的高驱动能力。收集器中的电子速度超过7x10^7cm/s，当收集器电流密度超过1000 ka/cm^2. HeteroJunction双极晶体管时，估计1 THz的截止频率估计为0.1UM宽的金属线显示0.6 ff，表现为0.6 ff的总收集器电容。据我们所知，这是最小的电容。但是，电线侧面的电子通量会进一步改进。因此，我们提出了在基本接触区域下的SiO_2线的异质结双极晶体管。 200 nm厚的电线被埋在具有扁平异质接口的异质结双极晶体管结构中。在带有SIO_2线的晶体管中，在直流测量中未观察到严重的降解。制造了带有绝缘门的热电子晶体管，制造了热杂音射击器。确认了良好的栅极和收集器电流控制。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Current Gain and Voltage Gain in Hot Electron Transistors without Base Layer

无基层热电子晶体管的电流增益和电压增益

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Trans.IECE of Japan E89-C, 7
影响因子：
0
作者：
Y.Miyamoto;A.Suwa;Y.Miyamoto;K.Nishihori;Yasuyuki MIYAMOTO
通讯作者：
Yasuyuki MIYAMOTO

InP buried growth of Si02 wires toward reduction of collector capacitance in HBT

InP 掩埋生长 SiO2 线以减少 HBT 中的集电极电容

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Cryst, Growth 298
影响因子：
0
作者：
Y.Miyamoto
通讯作者：
Y.Miyamoto

ホットエレクトロントランジスタ

热电子晶体管

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Charging Time of Double-Layer Emitter in Heterojunction Bipolar Transistor Based on Transmission Formalism

基于传输形式的异质结双极晶体管双层发射极充电时间

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Jpn.J.Appl.Phys. 45・35
影响因子：
0
作者：
Y.Miyamoto;A.Suwa;Y.Miyamoto;K.Nishihori;Yasuyuki MIYAMOTO;Nobuya Machida
通讯作者：
Nobuya Machida

Analysis of lateral current spreading in collector of submicron HBT

亚微米HBT集电极横向电流分布分析

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (発表予定)
影响因子：
0
作者：
Y.Miyamoto;A.Suwa;Y.Miyamoto;K.Nishihori;Yasuyuki MIYAMOTO;Nobuya Machida;Yasuyuki MIYAMOTO;Yasuyuki Miyamoto;Kazuhito Furuya;小池康晴;Y.Watanabe
通讯作者：
Y.Watanabe