забороненою зоною. Одним з таких з'єднання є карбід кремнію SiC (для якого ширина забороненої зони змінюється від 2,3 еВ для кубічної модифікації до більш ніж 3 еВ для гексагональних модифікацій), а іншим, вельми цікавим для проектувальників речовиною виступає аморфний гідрогенізований кремній (ширина зони - 1 , 6 еВ). Технічна проблема при використанні цих матеріалів пов'язана з високим опором емітера, обумовленим або властивостями самих матеріалів, або металевими контактами. Мабуть, найбільш перспективними кремнієвими матеріалами для отримання НВТ є сплави на основі SiGe, в яких гетеропереходи можуть бути сформовані внаслідок того, що ширина забороненої зоною в кремнії дорівнює 1,12 еВ, а в германии - 0,66 еВ. Прилади з гетероструктурами Si-SiGe були створені лише в 1998 р. (тобто значно пізніше приладів на GaAs та інших з'єднаннях класу A III BV), що легко пояснюється недостатнім розвитком методів епітаксійного росту SiGe. Для виготовлення НВТ на основі Si або SiGe необхідно, щоб в створюваній структурі відразу після кремнієвої області емітера розташовувалася область бази SiGe, в якій ширина забороненої зони набагато менше, ніж в Si, оскільки саме така різниця в ширині забороненої зони дозволяє створювати в області бази щодо високу концентрацію легуючих домішок, що й забезпечує високу робочу частоту структури, порівнянну з частотою приладів на основі сполук A III BV.
Частота відсічення промислово випускаються гетеропереходних біполярних транзисторів в даний час перевищує 100 ГГц, а у дослідних зразках - навіть 400 ГГц. Такі високі значення частоти відсічення частково пов'язані з використанням структур зі стискаючими механічними напруженнями, що дозволяє міняти енергетичну структуру в напружених шарах, внаслідок чого відбувається зменшення ефективної маси носіїв. Підвищення рухливості носіїв при цьому може досягати 60%.
Кінцевим результатом описаних прийомів стало створення базових областей з плавним зміною складу х у з'єднаннях типу Ge x Si 1-x. Нахил енергетичної зони, що виникає внаслідок змін ширини забороненої зони вздовж базової області, забезпечує дуже високі значення (аж до ~ 10 кВ / см) вбудованого електричного поля, що і дозволяє різко зменшити час проходження електронами базової зони. Такі гетеропереходние біполярні транзистори (НВТ), звичайно, споживають і розсіюють набагато більше енергії, ніж польові МОП-транзистори, однак дозволяють працювати при набагато більш високих частотах і при меншому рівні шумів. Ці переваги і дозволяють розглядати гетеропереходние біполярні транзистори на основі SiGe як вельми перспективних приладів.
Рис. 4 (а) Гетеропереходний біполярний транзистор (HBT) з базою змінної ширини забороненої зони; (Б) подвійний гетеропереходний біполярний транзистор (DHBT) з широкою забороненою зоною напівпровідника в області емітера і колектора
. Резонансний тунельний ефект
В гетероперехідах і квантових ямах відгук електронів на прикладена електричне поле, спрямоване паралельно поверхні розділу, відповідає дуже високій рухливості. Розглянемо відгук електронів на електричні поля, спрямовані перпендикулярно потенційним бар'єрам на поверхнях розділу. У цьому випадку електрони можуть, при дотриманні певних умов, просто туннелировать через потенційні бар'єри, здійснюючи так званий перпендикулярний транспорт. Тунельні струми через гетеропереходи мо...
