一种提高HBT高频稳定性的方法
专利汇可以提供一种提高HBT高频稳定性的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种提高HBT器件高频 稳定性 的方法，该方法步骤如下：(1)首先选择K稳定因子为1的 频率 点fK＝1大于1GHz的HBT器件；(2)建立HBT器件的共发射极混合PI型小 信号 模型，利用该小信号模型获得小信号参数与器件 外延 层参数和器件尺寸结构参数的关系式；(3)根据高频稳定性设计要求、 电路 的高频增益要求，利用步骤(2)中获取的关系式，获得满足优化目标的优化参数；(4)利用优化后的参数及步骤(2)中获取的关系式，来降低K稳定因子为1的频率点fK＝1，扩大HBT器件的无条件稳定带宽，从而改进其高频稳定性。该方法既可以实现 放大器 的稳定性设计，又可以避免使用外加的稳定网络，从而提高了电路的整体性能。，下面是一种提高HBT高频稳定性的方法专利的具体信息内容。
1.一种提高HBT高频稳定性的方法，其特征是，对HBT器件内部外延层参数进行优化，降低K稳定因子为1的频率点fK＝1,扩大HBT器件的无条件稳定带宽，从而改进其高频稳定性，该方法的实现步骤如下：
（1）首先选择K稳定因子为1的频率点fK＝1大于1GHz的HBT器件；
(2)在电路仿真软件ADS中建立步骤（1）中所述HBT器件的共发射极混合PI型小信号模型，利用该小信号模型获得小信号参数与器件外延层参数和器件尺寸结构参数的关系式；其中：基极外延层厚度、基极外延层掺杂浓度和发射极外延层掺杂浓度为待优化参数；
（3）根据高频稳定性设计要求、电路的高频增益要求，利用步骤（2）中获取的关系式，选择梯度优化算法，获得满足优化目标的优化参数：基极外延层厚度、基极外延层掺杂浓度和发射极外延层掺杂浓度；
（4）利用优化后的参数及步骤（2）中获取的关系式，来降低K稳定因子为1的频率点fK＝1,扩大HBT器件的无条件稳定带宽，从而改进其高频稳定性；
所述步骤（2）中，所述小信号参数包括发射极电阻re，器件跨导gm，集电极电阻rc，基极电阻rb，器件集电结电容Cbc，器件发射结电容Cbe和器件共发射极组态输出电阻ro；
所述小信号参数与器件外延层参数和器件尺寸结构参数的关系式如下：
（A）re ＝ re_cap+re_epi+re_con，其 中：
该式中各个参数含义如下：re为发射极电阻，
XdepE为发射极外延层耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NE为发射极外延层掺杂浓度；φBE为器件发射结内建电势差；VBE为器件发射结偏置电压；re_cap为器件发射极盖帽层电阻；ρcapE为器件发射极盖帽层电阻率；XcapE为器件发射极盖帽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；re_epi为器件发射极外延层电阻；ρE为器件发射极外延层电阻率；XE为器件发射极外延层厚度；ρσ_capE为器件发射极盖帽层接触电阻率；re_con为器件发射极接触电阻;
其 中 ：
该式中各个参数含义如下：gm为器件跨导；XdepC为集电极外延层
耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NC为集电极外延层掺杂浓度；φCB为器件集电结内建电势差；VCB为器件集电结偏置电压；τSC为器件集电结渡越时间；νsat为器件集电结电子饱和速率；IC为器件集电极偏置电流；η为器件集电极电流理想因子；k为波尔兹曼常数；T为器件工作的绝对温度；π为圆周率；f为器件工作频率；VBE为器件发射结偏置电压；j为复数的虚部数学符号；exp表示自然常数e的指数幂函数；
(C)rc＝rc_epi+rc_con/2+rsc/2，其中：
该式中各个参数含义如下：rc为器件集电极电阻；
rc_epi为器件集电极外延层电阻；ρC为器件集电极外延层电阻率；XC为器件集电极外延层厚度；XdepC为集电极外延层耗尽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；rsc为器件子集电极外延层电阻；RshSC为器件子集电极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；SBC为器件基极与集电极间距；WB为器件基极电极宽度；rc_con为器件集电极接触电阻；RshC为器件子集电极外延层片电阻;ρσSC为器件子集电极外延层接触电阻率；WC为器件集电极电极宽度；coth为数学中的双曲余切函数；
(D)rb ＝ zb_i+rb_x/2+zb_con/2， 其 中 ：
该式中各个参数含义如下：rb为
器件基极电阻；RBi_tvs为器件基极外延层横向电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；zb_i为器件基极本征电阻；rb_x为器件外基极区电阻；zb_con为器件基极接触电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；ρσB为器件基极外延层接触电阻率；WB为器件基极电极宽度；
(E)cbc＝cjc_i+cjc_x，其中： 该式
中各个参数含义如下：Cbc为器件集电结电容；Cjc_i为器件本征集电结电容；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；εs为半导体介电常数；XdepC为集电极外延层耗尽层厚度；Cjc_x为器件外集电结电容；SBE为器件发射极与基极间距；WB为器件基极电极宽度；
(F)cbe＝cje_j+cje_d，其中： 该式中各个参数
含义如下：Cbe为器件发射结电容；Cje_j为器件发射结势垒电容；WE为器件发射极电极宽度；
LE为器件发射极电极长度；εs为半导体介电常数；XdepE为发射极极外延层耗尽层厚度；Cje_d为器件发射结扩散电容；gm为器件跨导；XB为器件基极外延层厚度；DnB为器件基极区电子扩散系数；
其中： 该式中各个参数含
义如下：ro为器件共发射极组态输出电阻；VAF为器件的厄雷电压；XB为器件基极外延层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；φBC为器件集电结内建电势差；NC为集电极外延层掺杂浓度；NB为基极外延层掺杂浓度；k为玻尔兹曼常数；T为器件工作的绝对温度；gm为器件跨导。
2.权利要求1所述的一种提高HBT高频稳定性的方法，其特征是，所述步骤（3）中，所述高频稳定性设计要求为K稳定因子为1的频率点fK＝1为1GHz。
3.权利要求1所述的一种提高HBT高频稳定性的方法，其特征是，所述步骤（3）中，所述电路的高频增益要求为在10GHz时，最大稳定性功率增益/最大资用功率增益大于10dB。
一种提高HBT高频稳定性的方法
技术领域
背景技术
发明内容
为发射极外延层耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NE为发射极外延层掺杂浓度；φBE为器件发射结内建电势差；VBE为器件发射结偏置电压；re_cap为器件发射极盖帽层电阻；ρcapE为器件发射极盖帽层电阻率；XcapE为器件发射极盖帽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；re_epi为器件发射极外延层电阻；ρE为器件发射极外延层电阻率；XE为器件发射极外延层厚度；ρσ_capE为器件发射极盖帽层接触电阻率；
re_con为器件发射极接触电阳；
耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NC为集电极外延层掺杂浓度；φCB为器件集电结内建电势差；VCB为器件集电结偏置电压；τSC为器件集电结渡越时间；vsat为器件集电结电子饱和速率；IC为器件集电极偏置电流；η为器件集电极电流理想因子；k为波尔兹曼常数；T为器件工作的绝对温度；π为圆周率；f为器件工作频率；VBE为器件发射结偏置电压；j为复数的虚部数学符号；exp表示自然常数e的指数幂函数；
下：rc为器件集电极电阻；rc_epi为器件集电极外延层电阻；ρC为器件集电极外延层电阻率；XC为器件集电极外延层厚度；XdepC为集电极外延层耗尽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；rsc为器件子集电极外延层电阻；RshSC为器件子集电极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；SBC为器件基极与集电极间距；WB为器件基极电极宽度；rc_con为器件集电极接触电阻；RshC为器件子集电极外延层片电阻；ρσSC为器件子集电极外延层接触电阻率；WC为器件集电极电极宽度；coth为数学中的双曲余切函数；
件基极电阻；RBi_tvs为器件基极外延层横向电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；zb_i为器件基极本征电阻；rb_x为器件外基极区电阻；zb_con为器件基极接触电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；ρσB为器件基极外延层接触电阻率；WB为器件基极电极宽度；
Cje_d为器件发射结扩散电容；gm为器件跨导；XB为器件基极外延层厚度；DnB为器件基极区电子扩散系数；
具体实施方式
为发射极外延层耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NE为发射极外延层掺杂浓度；φBE为器件发射结(BE结)内建电势差；VBE为器件发射结(BE结)偏置电压；re_cap为器件发射极盖帽层电阻；ρcapE为器件发射极盖帽层电阻率；XcapE为器件发射极盖帽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；re_epi为器件发射极外延层电阻；
ρE为器件发射极外延层电阻率；XE为器件发射极外延层厚度；ρσ_capE为器件发射极盖帽层接触电阻率；re_con为器件发射极接触电阻。
耗尽层厚度；εs为半导体介电常数；q为电子电荷；NC为集电极外延层掺杂浓度；φCB为器件集电结(BC结)内建电势差；VCB为器件集电结(BC结)偏置电压；τSC为器件集电结(BC结)渡越时间；vsat为器件集电结电子饱和速率；IC为器件集电极偏置电流；η为器件集电极电流理想因子；k为波尔兹曼常数；T为器件工作的绝对温度；π为圆周率；f为器件工作频率；VBE为器件发射结(BE结)偏置电压；j为复数的虚部数学符号；exp()表示自然常数e的指数幂函数。
下：rc为器件集电极电阻；rc_epi为器件集电极外延层电阻；ρC为器件集电极外延层电阻率；XC为器件集电极外延层厚度；XdepC为集电极外延层耗尽层厚度；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；rsc为器件子集电极外延层电阻；RshSC为器件子集电极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；SBC为器件基极与集电极间距；WB为器件基极电极宽度；rc_con为器件集电极接触电阻；RshC为器件子集电极外延层片电阻；ρσSC为器件子集电极外延层接触电阻率；WC为器件集电极电极宽度；coth()为数学中的双曲余切函数。
件基极电阻；RBi_tvs为器件基极外延层横向电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；WE为器件发射极电极宽度；LE为器件发射极电极长度；zb_i为器件基极本征电阻；rb_x为器件外基极区电阻；zb_con为器件基极接触电阻；RshB为器件基极外延层片电阻；SBE为器件发射极与基极间距；ρσB为器件基极外延层接触电阻率；WB为器件基极电极宽度。
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