1 理論分析
在微波工作狀態(tài)下，pin二極管的電阻與正向電流以及半導體材料參數(shù)相關。可用簡化表達式來表示

式中：W為I區(qū)的厚度；IF為正向電流；μ為I區(qū)雙極遷移率μ=μn+μp；τ為雙極載流子壽命。式中，遷移率和載流子壽命與溫度相關，即對電阻的溫度性能有影響。
1. 1 遷移率
遷移率與溫度的關系比較復雜，但在一定的溫度范圍內，半導體體內的雜質已全部電離，本征激發(fā)還不十分明顯時，載流子濃度基本不隨溫度變化，影響遷移率的諸多因素中，晶格散射起主要作用，遷移率隨溫度升高而降低。一些學者的研究結果表明，在一50～+200℃(223~473 K)內，遷移率和溫度的關系可表示為

式中：n值為2~2．2；t0為常溫，通常定為25℃(298 K)。
1．2 少數(shù)載流子壽命
少數(shù)載流子壽命不僅受到體內復合的影響，更為重要的是，很大程度上受表面狀態(tài)的影響，τ是一個結構靈敏參數(shù)，是體內復合和表面復合的綜合結果，可表示為

式中：τv是體內復合壽命；τs是表面復合壽命。
研究發(fā)現(xiàn)：載流子壽命隨溫度的增加而增加，可表示為

式中m稱之為載流子壽命因子。
1．3 載流子壽命因子與電阻
比較式(2)和式(4)，在一50~+200℃(223~473 K)內(微波pin二極管通常的工作溫度范圍)，令n=2，則得到微波pin二極管電阻的溫度特性為

由式(5)可以看出，電阻的溫度特性取決于遷移率和少數(shù)載流子壽命溫度特性的綜合結果。
圖1是以載流子壽命因子m為參數(shù)，由式(5)得到的歸一化電阻與溫度的關系曲線。圖1表明，pin二極管的電阻可以隨載流子壽命的增加而增加，也可以是減少或保持不變，當m=2時，pin二極管的電阻不隨溫度變化。

影響載流子壽命因子m值的因素很多，包括：二極管幾何結構(I區(qū)域的寬度、結直徑、結形狀等)、表面鈍化材料的電學性質，以及本征層的載流子濃度等。這些因素中，由于pin二極管的工區(qū)域的載流子濃度一般不高于1014cm-3，當外延材料雜質濃度穩(wěn)定且缺陷很少時，外延材料參數(shù)對載流子壽命因子的影響可以忽略。需要重點研究的是二極管幾何結構、表面鈍化材料對壽命因子m值的影響。

2 實驗和分析
2．1 實驗
研究了以下幾種不同結構和鈍化材料的pin二極管電阻的溫度性能。
二極管A：臺式結構，鉛玻璃鈍化，結電容小，I層厚度為21μm；
二極管B：臺式結構，Si3N4／Si02復合介質膜鈍化，結電容最小，擊穿電壓低，I層厚度為5μm；
二極管C：平面結構，Si3N4／Si02復合介質膜鈍化，結電容大，I層厚度為13μm；
二極管D：臺式結構，玻璃鈍化，結電容最大，I層厚度為85μm。
表l和表2是四種二極管的常溫和高低溫下電參數(shù)測試結果。