技術名稱：具有連續性導電帶結構之雙異質接面雙極性電晶體
技術形式：中華民國專利（1件），美國專利（1件）
授權形式：專利授權；技術移轉
技術來源：國立大學
應用產業：積體電路產業；光電產業；通訊產品；類比與數位電路；雙極性電晶體

技術描述：
磷化鎵銦/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體(InGaP/GaAs DHBT)由於射極與集極材料皆屬大能隙材料，至其元件特性具備較低之補償電壓與較大之崩潰電壓等特性。雖然存在於基-射與基-集接面之磷化鎵銦/砷化鎵異質介面之導電帶不連續值僅為120mV(30~200mV)，但此一導電帶不連續值所造成之位障尖峰仍會嚴重衰減元件之電流-電壓特性，衍生出較大之導通電壓、較大之飽和電壓、較小之電流增益、較小之輸出電壓擺幅與較小之工作電壓區域等缺點。

考量習知技術所知之既有缺點，吾人於本發明案中提出一呈現低導通電壓、低補償電壓、低飽和電壓、高崩潰電壓與良好電流放大特徵等優良電晶體特性之一種具有連續性導電帶結構之磷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體。此結構主要特徵即為結合下列各項材料優異之特性：(1)於晶格常數匹配之限制下，砷化鎵鋁化合物之鋁莫爾分率可以線性漸變方式做適度之調整，(2)磷化銦鎵與砷化鎵材料之高蝕刻選擇度與較低之介面陷阱中心密度，(3)當砷化鋁鎵化合物之鋁莫爾分率為0.11時，Al0.11Ga0.89As與In0.49Ga0.51P兩異質材料之電子親和力相同，故兩相鄰之異質材料其導電帶具連續性之特徵。

本案所提之結構其主要係於(1)InGaP射極層與GaAs帽層、(2)InGaP射極層與GaAs基極層、(3)InGaP集極層與GaAs基極層之間分別導入一漸變性鋁莫爾分率之砷化鋁鎵層(AlxGa1-xAs, x:0→0.11)。如圖一所示，本案所提之元件確實具備連續性導電帶結構。經由詳盡之分析，發現本案所提之一種具有連續性導電帶結構之磷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體，因其導電帶不連續值已妥善控制為0，使習知因位障尖峰所造成元件特性衰減之缺失，得以克服。故一符合高速、低導通電壓、低飽和電壓、良好電流增益、高輸出電壓擺福與大工作電壓區域等之理想元件特性(如圖二及圖三所示)可獲得，因此本發明之元件適合應用於蓬勃發展之國防、民生無線通訊產品之高速、高功率之類比與數位電路上。(1038字)

關鍵圖式：

圖一　本發明之一種具有連續性導電帶結構之磷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體之相對應能帶圖

圖二　本發明之一種具有連續性導電帶結構之磷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體之共射極輸出電流-電壓特性圖

圖三　本發明之一種具有連續性導電帶結構之磷化鎵銦/砷化鎵鋁/砷化鎵雙異質接面雙極性電晶體之增益截止頻率和最大振盪頻率對集極電流密度之關係