SiGe HBT的Mextram 504模型温度参数提取与模型改进

针对IMEC 0.13μm准自对准SiGe BiCMOS工艺制成的基区Ge组分二阶分布结构SiGe异质结双极晶体管,在25～125℃温度范围内,对其进行了包括Early电压,Gummel图形等在内的完整双极晶体管特性曲线测量,提取了该器件在25～125℃范围内的温度可变Mextram 504模型参数.在此基础上,为Mextram 504模型对0.13μm基区Ge组分二阶分布SiGe异质结双极晶体管探索了完整的模型提取方案.提出了对Mextram 504模型温度参数提取方法的改进,优化了提取流程.对SiGe异质结双极晶体管雪崩电流受温度影响的特性进行了讨论,为Mextram模型提出了雪崩外延层的有效厚度的温度变化经验公式和新的雪崩电流温度变化参数,提高了Mextram模型对不同温度下SiGe双极型晶体管进行模拟仿真的精确度.     

SiGe HBT的Mextram 504模型温度参数提取与模型改进

针对IMEC0．13μm准自对准SiGe BiCMOS工艺制成的基区Ge组分二阶分布结构SiGe异质结双极晶体管,在25～125℃温度范围内,对其进行了包括Early电压,Gummel图形等在内的完整双极晶体管特性曲线测量,提取了该器件在25～125℃范围内的温度可变Mextram 504模型参数．在此基础上,为Mextram 504模型对0．13μm基区Ge组分二阶分布SiGe异质结双极晶体管探索了完整的模型提取方案．提出了对Mextram 504模型温度参数提取方法的改进,优化了提取流程．对SiGe异质结双极晶体管雪崩电流受温度影响的特性进行了讨论,为Mextram模型提出了雪崩外延层的有效厚度的温度变化经验公式和新的雪崩电流温度变化参数,提高了Mextram模型对不同温度下SiGe双极型晶体管进行模拟仿真的精确度．     

SiGe/Si异质结双极晶体管工艺技术研究

介绍了多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管制作工艺流程。通过对LPCVD在n型Si衬底上外延生长SiGe合金层作为异质结双极晶体管基区、自中止腐蚀工艺制作发射区台面、多晶硅n型杂质掺杂工艺制作发射极、PtSi金属硅化物制作器件欧姆接触等工艺技术进行研究,探索出关键工艺的控制方法,并对采用以上工艺技术制作的多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管进行了I-V特性及频率特性测试。结果显示该器件饱和压降小,欧姆接触良好,直流电流放大倍数β随Ic变化不大,截止频率最高达到11.2 GHz。     

SiGe HBT及其应用

介绍SiGe异质结双极晶体管HBT的优点、特性、结构、工艺和应用。     

SiGe材料及其在双极型器件中的应用

SiGe材料具有很多独特的性质,高性能的应变SiGe外延层能够将能带工程的概念引入到传统的S基材料中去。外延SiGe合金使得在Si基材料上制作性能优异的双极晶体管成为可能。本文回顾了siGe材料和SiGe异质结双极晶体管的最新研究进展,包括它们的结构、性能、制作工艺、优点以及未来发展方向等。     

基区复合电流对双极晶体管厄利电压的影响

推导了在考虑了基区复合电流后双极晶体管厄利电压的理论表达式。用该表达式计算了Si/SiGe异质结双极晶体管的厄利电压,并且与仿真结果进行了比较。比较结果表明,两种情况下计算出的厄利电压值符合良好。     

微波功率SiGe HBT的温度特性

通过研究SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的温度特性,发现SiGe HBT的发射结正向电压随温度的变化率小于同质结Si双极型晶体管(BJT).在提高器件或电路热稳定性时,SiGe HBT可以使用比Si BJT更小的镇流电阻.同时SiGe HBT共发射级输出特性曲线在高电压大电流下具有负阻特性,而负阻效应的存在可以有效地抑制器件的热不稳定性效应,从而在温度特性方面证明了SiGe HBT更适合于微波功率器件.     

微波功率SiGe HBT的温度特性

通过研究SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的温度特性,发现SiGe HBT的发射结正向电压随温度的变化率小于同质结Si双极型晶体管(BJT).在提高器件或电路热稳定性时,SiGe HBT可以使用比Si BJT更小的镇流电阻.同时SiGe HBT共发射级输出特性曲线在高电压大电流下具有负阻特性,而负阻效应的存在可以有效地抑制器件的热不稳定性效应,从而在温度特性方面证明了SiGe HBT更适合于微波功率器件.     

突变反型异质结及其双极晶体管的研制

文章对突变反型异质结的能带图、接触电势差和势垒区宽度进行了讨论和研究。同时，介绍了基于分子束外延(MBE)法生长的SiGe／Si结构的异质结双极晶体管(HBT)制造工艺，并给出了测试结果。     

美国IBM公司研制成75GHz的SiGe合金晶体管

<正>据日本《电子材料》1990年第6期报道,美国IBM公司已研制成最高工作频率为75GHz硅和锗合金的双极晶体管,其速度比通常硅双极晶体管快两倍.异质结双极晶体管(HBT)采用IBM公司发明SiGe合金的 UHV(Ultra-High-Vacuum)CVD法中沉积工艺来制作.该工艺比现在的生长工艺温度低.据IBM公司报道,SiGe HBT的功能早在1987年已确定.1989年SiGe晶体管的工作频率为40GHz.     

Hot electron and hot hole degradation of UHV/CVD SiGe HBT's

We investigate the degradation in current gain and low-frequency noise of SiGe HBT's under reverse emitter-base stress due to hot electrons (forward-collector stress) and hot holes (open-collector stress). Contrary to previous assumptions we show that hot electrons and hot holes with the same kinetic energy generate different amounts of traps and hence have a different impact on device degradation. These results suggest that the accuracy of using forward-collector stress as an acceleration tool and reliability predictor must be carefully examined. We also present, for the first time, the effect of Ge profile shape on the reliability of SiGe HBT's, as well as discuss measurements on SiGe HBT's as a function of device geometry and temperature     

Ionizing radiation tolerance and low-frequency noise degradation inUHV/CVD SiGe HBT's

The effect of ionizing radiation on both the electrical and 1/f noise characteristics of advanced UHV/CVD SiGe HBT's is reported for the first time. Only minor degradation in the current-voltage characteristics of both SiGe HBT's and Si BJT's is observed after total radiation dose exposure of 2.0 Mrad(Si) of gamma-radiation. The observed immunity to ionizing radiation exposure suggests that these SiGe HBT's are well suited for many applications requiring radiation tolerance. We have also observed the appearance of ionizing-radiation-induced generation-recombination (G/R) noise in some of these SiGe HBT's     

Neutral base recombination and its influence on the temperaturedependence of Early voltage and current gain-Early voltage product inUHV/CVD SiGe heterojunction bipolar transistors

We present the first comprehensive investigation of neutral base recombination (NBR) in ultra-high vacuum/chemical vapor deposited (UHV/CVD) SiGe heterojunction bipolar transistors (HBT's), and its influence on the temperature characteristics of Early voltage (V_A ) and current gain-Early voltage product (βV_A). We show that a direct consequence of NBR in SiGe HBT's is the degradation of V_A when transistors are operated with constant-current input (forced-I_B) as opposed to a constant-voltage input (forced-V_BE). In addition, experimental and theoretical evidence indicates that with cooling, V_A in SiGe HBT's degrades faster than in Si bipolar junction transistors (BJT's) for forced-I_B mode of operation. Under the forced-V_BE mode of operation, however, SiGe HBT's exhibit a thermally-activated behavior for both V_A and βV_A, in agreement with the first-order theory. The differences in V_A as a function of the input bias and temperature for SiGe HBT's are accurately modeled using a modified version of SPICE. The performance of various practical SiGe HBT circuits as a function of temperature, in the presence of NBR, is analyzed using this calibrated SPICE model     

SiGe HBT噪声的研究进展

噪声对RF电路设计非常关键,故需要对SiGe HBT噪声特性进行深入研究。根据器件的高频噪声模型,指出了影响SiGe HBT高频噪声参数的主要因素,论述了优化设计的具体方法;举例说明尺寸缩小使得高频噪声性能已经达到了GaAs pHEMT的水平,fT达到了375 GHz。分析了SiGe HBT低频噪声的机理和模型及其与几何尺寸的关系,指出用fC/fT表达低频噪声性能更合适;举例说明小尺寸效应使得SiGe HBT的低频噪声偏离了1/f噪声形式。     

微波大功率SiGe HBT的研究进展及其应用

文章论述了SiGe异质结双极晶体管(HBT)在微波功率领域应用的优势,详细介绍了微波功率SiGe HBT的结构设计方法,以及主要影响器件性能的材料和结构因素,评述了其最新进展及今后发展方向.     

适合器件设计和电路模拟的SiGe基区HBT物理模型

提出了一个模拟ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件特性的物理模型。在基区部分考虑了发射结处的价带不连续、大注入效应、Ｇｅ组份变化及重掺杂效应引起的能带变化的影响；在集电区分析时考虑了基区推出效应、载流子速度饱和效应、电流引起的空间电荷区效应以及准饱和效应。在此基础上给出了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件的电流和电荷公式。同时开发了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ的直流瞬态模型和小信号模型。利用修改的ＳＰＩＣＥ程序模拟了实际ＳｉＧｅ基区     

基于SOI结构的SiGe HBT频率特性研究

基于SOI技术原理,模拟仿真了SOI结构SiGe HBT的频率特性,并与相同条件下体SiGe HBT频率特性进行了比较分析。仿真结果显示,SOI结构中埋氧层BOX的引入,可使SOI结构SiGe HBT集电极-基极电容Ccb和衬底-基极电容Csb最大降幅分别达94.7%和94.6%,且最高振荡频率fmax增加2.7倍。研究结果表明,SOI结构大幅度改善了SiGe HBT的频率性能,适用于高速、高功率集成电路技术。     

Si/ SiGe/ Si HBT 的直流特性和低频噪声

在对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺的研究基础上，研制成功低噪声Si/SiGe/Si HBT，测试和分析了它的直流特性和低频噪声特性，为具有更好的低噪声性能的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

Scaling issues and Ge profile optimization in advanced UHV/CVD SiGeHBT's

The SiGe heterostructure device simulation tool SCORPIO is used to investigate profile optimization in SiGe HBT's for high-performance analog circuit applications. After calibrating SCORPIO to measured data, the effects of germanium profile shape on current gain, cut-off frequency, Early voltage and maximum oscillation frequency are compared over the temperature range of 200-360 K. The impact of aggressive base profile scaling on device performance is also investigated as a function of SiGe film stability     

基于SOS/SOI绝缘衬底的Si/SiGe HBT设计

着重讨论了衬底阻抗对HBT器件频率性能的劣化机制。基于双口网络理论，定量分析了fT和fm与衬底电阻率的关系；采用SOS／SOI绝缘衬底和自行设计的岛型膈离方法，抑制了绝大多数容性寄生参数；同时，围绕绝缘衬底进行Si／Si GeHBT的横向／纵向结构设计，开发出发射极自对准工艺方法，用于降低接触电阻和一定特征尺寸下的结面积，提高了HBT的频率性能。