目錄1．同質結BJT對基區摻雜濃度的矛盾要求2.7.2異質結雙極晶體管（HBT）2．HBT結構特點3．HBT的特點1．同質結BJT對基區摻雜濃度的矛盾要求

增大BJT電流放大系數與改善BJT其他特性對基區和發射區摻雜濃度的要求發生沖突。

提高電流放大系數要求基區摻雜濃度NB與發射區摻雜濃度NE之比盡量小。但是，如果降低NB，則基區電阻RB增大，使得最高振蕩頻率fm下降。降低NB

，還會導致Early電壓VA下降。如果發射區摻雜濃度NE過高，出現發射區帶隙變窄效應，反而對注入效率帶來負面影響。

提高NE還會使得發射結勢壘電容增大，導致特征頻率下降。

采用HBT可以較好的解決這一矛盾，兼顧電流放大系數以及改善BJT其他特性的要求。2．HBT結構特點

同質結勢壘區對空穴的勢壘高度qVp與對電子的勢壘高度qVn相等。

但是異質結，兩者則不相等

例如，n型Si與p型SiGe組成np異質結作為發射結后，異質結勢壘區對空穴的勢壘高度qVp明顯大于對電子的勢壘高度qVn，明顯減小基區向發射區反向注入的空穴，有利于提高發射結注入效率。(1)P型基區重摻雜2．HBT結構特點分析得異質結注入效率為：△Eg等于發射區禁帶寬度與基區禁帶寬度之差。

△Eg出現在指數，影響明顯。

顯然，在保持γ0滿足要求的前提下，可以提高基區摻雜濃度NB與發射區摻雜濃度NE之比。因此現代集成電路中HBT采用重摻雜p+-SiGe作為基區。(1)P型基區重摻雜2．HBT結構特點導致基區中產生一個內建電場。(2)p+-SiGe基區中采用緩變分布Ge組分

為了進一步改善HBT器件特性，對于采用SiGe作為基區的晶體管中，基區的Ge含量通常設計為緩變分布狀態，例如線性變化，使得基區中靠近集電結位置Ge含量最高，靠近發射極位置Ge含量最低，這樣基區禁帶寬度將從發射結處向集電結處不斷減小。3．HBT的特點由于HBT可以在保持γ0滿足要求的前提下，采用重摻雜p+-SiGe作為基區，提高基區摻雜濃度NB

，可以明顯改善器件特性：(1)P型基區重摻雜對器件特性的改善①增大Nb降低基區串聯電阻RB，大幅度提高最高振蕩頻率fmax；

②增大Early電壓VA3．HBT的特點由于HBT可以在保持γ0滿足要求的前提下，適當降低發射區基區摻雜濃度NE，可以明顯改善器件特性：(2)適當降低發射區摻雜對器件特性的改善①發射區不會出現帶隙變窄效應對注入效率帶來的負面影響；

②降低NE將減小發射結勢壘電容，提高器件特征頻率。3．HBT的特點(3)p+-SiGe基區緩變分布Ge組分對器件特性的改善基區自建電場對發射區注入到基區的電子起加速作用，一方面提高電流放大系數，同時減小了基區渡越時間，提高BJT的特征頻率fT。采用SiGe作為基區的HBT，若基區的Ge含量為緩變分布狀態，基區中靠近集電結位置Ge含量最高，靠近發射極位置Ge含量最低，則基區禁帶寬度將從發射結處向集電結處不斷減小，導致基區中產生一個內建電場。3．HBT的特點(4)總結

HBT的發射區禁帶寬度比基區禁帶寬度更寬，其禁帶寬度之差△Eg出現在注入效率表達式中的指數項，△Eg不太大就可以對注入效率產生明顯影響，使得HBT不再像同質結晶體管那樣要求發射區摻雜濃度遠大于基區摻雜濃度。由于HBT中可以提高基區摻雜濃度、減小發射區摻雜濃度，極大地改善了器件的多項特性，因此現代射頻和模擬集成電路中，高性能npn晶體管都采用n型Si與重摻雜p型SiGe構成的異質結作為發射結。采用其他化合物半導體材料，例如AlGaA