一种SiGe BiCMOS高速PNP器件的设计

设计了一种适用于SiGe BiCMOS工艺的低成本、高性能垂直结构PNP器件.基于仿真结果,比较了不同发射区和基区制作方法对器件特性的影响.在确定器件结构和制作工艺的基础上,进一步优化了器件特性.基于仿真得到的工艺条件所制作的PNP器件,其特性与仿真结果基本一致.最终优化的PNP器件的电流增益为38,击穿电压大于7V,特征频率为10 GHz.该PNP晶体管改善了横向寄生硅基区PNP晶体管的性能,减少了垂直SiGe基区PNP晶体管工艺的复杂性,采用成本低廉的简单工艺实现了优良的器件性能.     

超高压SiGe HBT器件结构及制作工艺研究

介绍了一种超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的器件结构及制作工艺。该器件增大了N型赝埋层到有源区的距离,采用厚帽层锗硅基区及低浓度发射区的制作工艺,以提高SiGe HBT的击穿电压;在基区和发射区之间利用快速热处理提高工艺稳定性,并使HBT的电流增益(β)恢复到原来水平,以弥补厚帽层锗硅基区及低发射区浓度造成的电流增益降低。基区断开时,发射区到集电区的击穿电压(BVCEO)提高至10V,晶体管特征频率达到20GHz。     

一种具有阶梯变掺杂基区的SiC光控晶体管

提出并研究了一种具有阶梯变掺杂基区的SiC光控晶体管.通过Silvaco TACD计算机仿真平台,对具有阶梯变掺杂基区的SiC光控晶体管与常规均匀掺杂基区的SiC光控晶体管的性能进行了对比分析.结果表明,阶梯变掺杂基区结构可以产生加速载流子输运的感生电场,缩短基区渡越时间,改善器件开通性能.该结构提高了SiC光控晶体管的电流增益并缩短开通时间,但同时会损失部分关断性能.仿真结果显示,当变掺杂区浓度梯度为4.5×1020 cm-4时,电流增益与开通时间改善幅度分别达到18％和32％,关断时间增加了约22％.     

一种用于静电保护的快速开启SCR器件

提出了一种用于提高静电泄放(ESD)保护器件开启速度的SCR器件(VSCR)。VSCR采用了新型的横向基区变掺杂结构(VLBD),其开启速度主要由寄生p-n-p和n-p-n晶体管的基区渡越时间决定,使用VLBD结构能够减小寄生双极型晶体管的基区渡越时间,从而提高SCR器件的开启速度。实验结果证明,在不增加掩膜版数量和芯片面积的前提下,相比于传统均匀基区掺杂的MLSCR器件,采用VLBD结构的VSCR器件的开启速度能够提高12%。     

新型基区结构高反压功率晶体管的优化

依据电参数指标要求,针对高压-高增益硅功率晶体管基区结构和终端结构进行优化研究。提出了一种可用于改善集电极-发射极击穿电压(V_(BRCEO))和电流放大倍数(β)矛盾关系的带埋层的新型基区结构,并针对埋层基区结构对高压-高增益硅功率晶体管电性能及可靠性的影响进行了研究。仿真结果表明:新型基区结构不仅可以很好地折中晶体管β与V_(BRCEO)之间的矛盾关系,而且还能在较大的埋层基区宽度、埋层基区掺杂峰值浓度范围内使晶体管获得较低且一致性较好的饱和压降;具有新型基区结构的晶体管在改善正偏的情况下抗二次击穿能力具有明显优势。由仿真得到的器件结构参数,研制出的样片的β,V_(BRCEO)和集电极-基极击穿电压(V_(BRCBO))均满足电参数指标要求。     

Si-Ge异质结基区混合模式晶体管的提出和模拟

在常规混合模式晶体管的基础上提出一种新结构的器件—— Si- Ge异质结基区混合模式晶体管。由于基区采用禁带宽度较窄的 Si- Ge合金材料 ,引起空穴向发射区反注入势垒的提高 ,使 IB空穴电流减小 ,从而提高了注入效率 ;迁移率增高 ,从而提高特征频率。因而这种器件具有 β高、基区电阻低、基区渡越时间短等优点。通过器件模拟证实了该器件具有输出电流大、低温放大倍数极高、常温放大倍数较高、特征频率高等优点 ,是下一代 IC的发展方向     

低温硅双极晶体管基区优化设计

常规双极晶体管在７７Ｋ下电流增益和频率性能都严重退化。本文首先分析了低温双极晶体管基区Ｇｕｍｍｅｌ数，基区方块电阻，渡越时间和穿通电压等参数与温度及基区掺杂的关系，然后讨论了低温双极器件基区的优化设计问题。     

温度补偿晶体管的结构设计

本文给出了条状非对称基区温度补偿晶体管的纵向参数、版图设计、确定基区电阻比的关系式以及这种结构的温度补偿晶体管基区电阻计算公式.实验结果表明,本文给出的条状结构非对称基区温度补偿晶体管基区电阻比的函数关系式所确定的η有最佳的温度补偿效果.     

一种单基极引出结构的硅晶体管

为研究单基极薄基区晶体管的特性,设计了一种单侧基极引出结构薄基区的晶体管,在p型SOI衬底上全离子注入实现了基区宽度为80nm的npn纵向结构,基区的平均浓度为1018cm-3.经过版图设计和工艺流片,在2μm实验工艺线上研制了这种器件.基极采用电压输入,Vbe在1.1V附近,跨导和电流增益都达到峰值,小信号电流增益βac(ΔIc/ΔIb)=2.7,小信号跨导gmac(ΔIc/Δvbe)=0.45mS,且gmac/gm(Ic/Vbe)比βac/β(Ic/Ib)大得多,跨导比电流增益更能准确地描述器件特性,这种器件更倾向于电压控制型器件,特别适用于数字电路的开发和应用.     

新型微电子器件及IC

评述了GaAs FET器件以后的新型微电子器件和IC的开发与研究现状,它们包括高电子迁移率晶体管、异质结双极晶体管、硅锗合金基区异质结双极晶体管、真空微电子器件、量子电子器件和光电集成电路.其中,有的已取得可观的实绩,巩固了阵地,有的虽然刚崭露头角,但却显示出雄厚的潜力.它们基本代表了半导体微电子器件未来的发展方向.     

Si-Ge异质结基区BMHMT三端特性的器件模拟

在常规混合模式晶体管的基础上,提出了一种新的器件结构－Ｓｉ－Ｇｅ异质结基区Ｂｉ－ＭＯＳ混合模式晶体管（ＢＭＨＭＴ）。由于基区采用禁带宽度较窄的Ｓｉ－Ｇｅ合金材料,引起空穴向发射区反注入的势垒提高,这样,一方面减小了空穴电汉ＩＢ,提高了注入效率;同时又增大了迁移率,从而提高特征频率。因此,这咱器件具有β高、基区电阻低、基区输运时间短等优点。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备：II结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（ＨＦＥ可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

SiGe异质结双极晶体管的基区优化

对应用于高频微波功率放大器的SiGe异质结双极晶体管(HBT)的基区进行了优化.研究发现,器件对基区Ge组分以及掺杂浓度十分敏感.采用重掺杂基区,适当提高Ge组分并形成合适的浓度分布,可以有效地改进SiGe HBT的直流特性,同时能够提高器件的特征频率.晶体管主要性能的提高使SiGe HBT技术在微波射频等高频电子领域得到更加广泛的应用.     

硅锗基区异质结双极晶体管的研究进展

叙述了硅锗基区异质结双极晶体管的研究发展现状，分析了该晶体管的结构机理、特点及制造技术，并且阐述了该器件的发展前景。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备──Ⅱ结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（Ｈ＿（ＦＥ）可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

高光增益GaAs/Ga_(0.55)Al_(0.45)As异质结光晶体管

本文报道了具有高光增益的GaAs/Ga_(0.55)Al_(0.45)As异质结光晶体管的研制,并对影响器件光增益的一些因素作了讨论.实验中得到的最大光增益为3350.理论分析和实验结果均表明:减小基区宽度,降低基区掺杂浓度,提高基区内少子扩散长度,以及适当调整基区与发射区掺杂浓度之比将有益于提高异质结光晶体管的光增益.     

SiGe HBT直流电流增益模型研究

基于器件结构特点和电学特性,研究了影响SiGe HBT(异质结双极晶体管)直流电流增益的主要因素,分析了不同的电流密度条件下,器件的物理参数、结构参数与集电极电流密度和中性基区复合电流的关系,建立了SiGe HBT集电极电流密度,空穴反注入电流密度、中性基区复合电流、SRH(Shockley-Read- Hall)复合电流密度、俄歇复合电流密度以及直流电流增益模型,对直流电流增益模型进行了模拟仿真,分析了器件物理、结构参数以及复合电流与直流电流增益的关系,得到了SiGe HBT直流电流增益特性的优化理论依据.     

宽温高频高反压沟道项区晶体管研制

耗尽是基区双极晶体管也称为双极静电感应晶体管（ＢＳＩＴ），基电流放大系数（ｈＦＥ）具有负的温度系数。双极结型晶体管（ＢＪＴ）的ｈＦＥ具有正的温度系数，将ＢＳＩＴ与ＢＪＴ并联，采用ＢＪＴ常规平面工艺制造了宽温高频高反压沟道基区双极ＰＮＲ晶体管。本文描述了这种瓣器件结构、工作原理、设计与制造。新器件突出特点是：当温度变化较大时，ｈＦＥ漂移较小。测试结果表明：环境温度从２５℃升到１８０℃时，器件的ｈＦＥ     

高温CMOS集成电路闩锁效应分析

本文详细地分析了LDD结构高温CMOS集成电路闩锁效应.文中提出了亚微米和深亚微米CMOS集成电路闩锁效应的模型.在该模型中,针对器件的尺寸和在芯片上分布情况,我们认为CMOS IC闩锁效应的维持电流有两种模式:大尺寸MOST的寄生双极晶体管是长基区,基区输运因子起主要作用;VLSI和ULSI中MOST的寄生双极晶体管是短基区,发射效率起主要作用.但是他们的维持电流都与温度是负指数幂关系.文章给出了这两种模式下的维持电流与温度关系,公式在25℃至300℃之间能与实验结果符合.     

收集区制在半绝缘磷化铟衬底中的InGaAsP/InP异质结双极晶体管

本文提出并成功地试制了一种InP异质结双极型晶体管.其主要特点是利用在半绝缘InP衬底中注硅形成收集区,然后再进行液相外延形成基区和发射区.本结构能有效减少基区一收集区的结电容C_(BC)和寄生电容.避免了薄基区上制作基极欧姆接触时经常发生的基极-收集极之间的短路问题,提高了器件的可靠性结果表明,该器件具有较高的共发射极电流增益(h_(FE)=150～250),并能够双向工作.文章对该结构的优点进行了分析,给出了器件的工艺过程.