Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管(HBT)和硅双极结晶体管(BJT)高频性能进行模拟比较的结果,其结构参数是为获得最高f_T≈f_(max)设计的。模拟研究表明,(1)Si/Si_(1-x)Ge_xHBT具有64GHz的峰值f_T(=f_(max)),它比Si BJT提高了16.4％;(2)发射极充电时间对高频性能有相当大的影响,即使电流密度高达80kAcm~(-2)时也是如此;(3)SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着f_T和f_(max)。研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值f_T=f_(max),据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％;(4)高频性能对集电极设计的依赖关系表明,要在f_T、f_(max)和BV_(CBO)间进行折衷处理;并且(5)通过降低发射区或基区掺杂浓度,可设计出f_T超过100GHz的Si_(1-x)Ge_xHBT。同样,通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻,可实现100GHz的f_(max)。     

si/Si_(1-x)Ge_x/Si异质结双极晶体管中基区杂质外扩散与未掺杂Si_(1-x)Ge_x结隔离层的影响

研究了Si/Si_(1-x)Ge_x/Si n-p-n异质结双极晶体管(HBT)的结界面处基区杂质外扩散与标定的未掺杂Si_(1-x)Ge_x隔离层的影响。发现,来自重掺杂基区或非突变界面处少量硼的外扩散会在导带中形成寄生势垒,它严重地影响了HBT中集电极电流的提高。未掺杂界面隔离层能消除这些寄生势垒从而极大地提高了集电极电流。     

新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的发展

本文主要介绍新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的现状、典型结构、性能参数及制备技术.     

应变硅n-MOSFET中电子迁移率的增强及其温度特性

采用减压化学气相淀积(RPCVD)技术在弛豫Si_(1-x)Ge_x虚拟衬底上赝晶生长应变硅层,以其为沟道材料制造得到的应变硅n-MOSFET表现出显著的性能提升。研究了通过改变Si_(1-x)Ge_x中Ge的摩尔组分x以改变硅帽层中的应变以及在器件制造流程中通过控制热开销来避免应变硅层发生弛豫等关键问题。在室温下,相对于体硅器件,应变硅器件表现出约87%的低场电子有效迁移率增强,在相同的过驱动电压下,饱和漏端电流增强约72%。在293 K到353 K的温度范围内研究了反型层电子有效迁移率和饱和漏端电流随温度的变化,实验结果表明,当温度升高时应变硅材料的电子迁移率增强倍数保持稳定。     

掺杂、扩散、离子注入工艺

Y2001-62791-206 0118524应变 Si_(1-x)Ge_x外延层硼扩散模拟=Simulation of Borondiffusion in strained Si_(1-x)Ge_x epitaxial Layers[会,英]/Rajendran,K.& Schoenmaker,W.//2000 IEEE In-ternational Conference on Simulation of SemiconductorProcesses and Devices.—206～209(EC)Y2001-62791-214 0118525应用分子动力学模拟对 SiO_2溅射成品率预测=Pre-diction of SiO_2 sputtering yield using molecular dynamics     

用快速热化学汽相淀积法生长Si_(1-x)Ge_x及其在异质结双极晶体管中的应用

快速热化学汽相淀积法已用于生长100(?)厚度的Si和Si_(1-x)Ge_x结构。本文讨论了关于生长这种结构的气体变换与温度变换的相关指标。证明了用红外透射进行温度测量时活化温度可控制在600～700C之间。这种生长技术已用于逐县控温45(?)周期的超晶格结构以及接近理想电特性的异质结双极晶体管中。     

硅—锗异质合金及其在异质结双极晶体管中的应用

八十年代后期发展起来的硅-锗异质结构材料,得益于成熟的硅技术,正在取得令人鼓舞的成果。采用应变层外延技术,已经获得高质量的Ge_xSi_(1-x)/Si异质膜。这些材料已被应用于各种半导体器件的研究之中。异质结双极晶体管是硅-锗异质结构材料的一个典型应用领域。近期研究结果显示出硅-锗异质结双极晶体管(HBT)巨大的潜在优势和在超高频、超高速及低温应用领域的美好前景。本文考察了这种被称为第二代硅的新材料的生长技术及其在异质结双极晶体管中的应用,并简要介绍了国外在硅锗HBT研究方面的一些成果,展望了这种新型器件的发展前景。     

高频大功率Si_(1-x)Ge_x/Si HBT研究进展

回顾了Si_(1-x)Ge_x/Si HBT在几十年中的重要进展以及目前的研究现状。通过不同材料器件的对比表明,Si1-xGex/SiHBT在高频功率应用方面存在着巨大的优势,并将在未来无线通信和射频设计中占据重要地位。通过对研制成功的高频大功率Si1-xGex/SiHBT性能参数和结构的分析,深刻探讨了目前限制高频大功率Si1-xGex/SiHBT发展的问题,提出了解决办法和对进一步研究的想法。     

GexSi1—x／Si反型基区晶体管：工作原理与实验验证（Ⅰ）

本文介绍Ge_xSi_(1-x)/Si反型基区晶体管(BICFET)的工作原理和器件特性方面的理论研究和实验验证。该晶体管通过Ge_xSi_(1-x)与硅之间的价带非连续性把空穴限制在异质结界面,形成一个非常窄(～10nm)的基区;并通过外部基区的电势来调制空穴电荷,从而控制晶体管发射极与集电极之间的电子电流势垒高度。BICFET是首批利用Ge_xSi_(1-x)加工技术突破的一种双极器件,性能明显优于BJT。文章叙述了p沟Ge_xSi_(1-x)/Si BICFET的制作及其电特性测量结果。最后,对Ge_xSi_(1-x)/Si BICFET和Ge_xSi_(1-x)/Si HBT进行了比较,并指出了这种器件的前景。     

新的高性能硅锗异质器件结构

本文介绍硅锗技术在提高器件和电路性能方面的新发展,包括用于提高器件速度和低温下应用的硅锗异质结双极晶体管(HBT),以及用于提高PMOS管空穴迁移率的硅锗异质结构.     

p型Si_(1-x)Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的计算

针对应变Si_(1-x)Ge_x的应变致价带分裂和重掺杂对裂值的影响,提出了该合金价带结构的等价有效简并度模型。模型中考虑了非抛物线价带结构。应用这个模型,计算了赝晶生长在<100>Si衬底上的p型Si_(1-x)Ge_x应变层的重掺杂禁带窄变,发现当杂质浓度超过约2～3×10~(19)cm~(-3)后,它在某一Ge组分下得到极大值,而当掺杂低于此浓度时,它则随Ge组分的增加单调下降。与实验报道的对比证实了本模型的有效性。     

Si／Si1—xGex异质结器件

本文综述了国外Si/Si_(1-x)Ge_xHBT的发展状况,把出Si_(1-x)Ge_xHBT的特点和优越性,分析了Si_(1-x)Ge_xHBT的制造技术和设备要求,指出了Si/Si_(1-x)Gex器件的应用前景。     

材料

Y98-61303-821 9905624互补 MOS 器件及其可靠性:先进的 CMOS 栅和沟道技术(含6篇文章):Session 33:CMOS devices and re-liability-advanced CMOS gate/channel engineering[会,英]//1997 IEEE International Electron Devices Meet-ing.—821～844(G)本部分的6篇文章具体介绍了栅长度在100nm以下的金属栅 NMOS 晶体管备份栅工艺,采用 W/TiN 作为一般0.13μm CMOS 器件用金属栅的可行性,高性能0.18μm CMOS 用的多晶硅、锗栅极,采用RTCVD 原位掺硼 Si_(1-x)Ge_x 栅制做的单栅极0.15μmCMOS 器件,采用零阈值电压模拟 MOSFET 的0.18μm 低电压/低功率 RF CMOS 器件,以及减少因随机设置掺杂物引起阈值电压不稳定的沟道技术。     

氢化非晶硅系薄膜的特性和应用

氢化非晶硅系薄膜(a-Si:H、a-Si:F:H、a-Si_(1-x)C_x:H、a-Si_(1-x)C_x:F:H、a-Si_(1-x)N_x:H、a-Si_(1-x)Ge_x:H、a-Si_(1-x)Ge_x:F:H……)是新型电子材料,具有广阔的应用前景。本文综述氢化非晶硅系薄膜的制备方法,并通过局域化隙态能级的分析来讨论薄膜的光学和电学特性,最后介绍薄膜的应用。     

截止频率为45GHz的新颖电极结构的自对准HBT设计、制作和表征

文章采用二维异质结构器件模拟程序和异质结双极晶体管电路模拟程序,对新近提出的自对准AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的设计、制作和模拟制定了系统的研究方法。所研制的HBT有一突变的发射极-基极异质结,并且采用一种新颖结构——在两个发射极电极之间夹入一个基极电极。对已制成的3×8μm~2双发射极HBT进行了测量,其电流增益截止频率f_T=45GHz,最高振荡频率f_(max)=18.5GHz。分频器电路模拟结果指出,研制成的HBT的速度是两个基极电极之间夹入一个发射极电极的普通HBT的1.4倍。     

高掺杂氢化非晶硅薄膜

采用低浓度硅烷,低生长速率,在PECVD系统中制得高掺杂氢化非晶硅(N~+α-Si:H)薄膜,其电导率高达5～36Ω~(-1)cm~(-1)。应用该技术制成了新型二维电子气Si/N~+α-Si∶H异质结双极型晶体管,在硅微波功率异质结双极型晶体管研制上取得重大突破。     

半导体超晶格物理与器件（20）

在半导体超晶格物理与器件的研究中,锗硅超晶格、异质结、量子阱材料与器件的研究占据着十分重要的地位.这是因为,以Si_(1-x)Ge_x/Si和Ge/Si为主的硅基低维材料具有许多显著不同于体单晶硅,而且相异于Ⅲ-V族超晶格的优异性质,如可生长大直径尺寸单晶,机械强度高、导热性能好、制备工艺成熟、价格低廉,SiGe合金中Ge的组分可调,可与现代微电子技术相兼容,布里渊区的折叠效应可使Si由间接带隙变为直接带隙等,因此在微米波段,毫米波段,超高速ECL电路,红外焦平面阵列等高速电子器件及其集成光电子器件中有着潜在的应用.     

半导体物理

2001987BiCMOS 结构中阱特性的研究[刊]/鲍荣生//微电子学.—1999,29(5).—331～335(AC)2001988重掺杂 P 型 Si_(1-x)Ge_x 层中少数载流子浓度的低温特性[刊]/张万荣//微电子学.—1999,29(5).—311～313     

硅HBT工作频率高达53GHz

<正>据《Electronic Design》1992年第9期报道,一种工作频率高达53GHz的硅衬底异质结双极晶体管由Daimler-奔驰研究室研制成功。该公司称,只有纽约约克郡的IBM研究室获得了类似的速度性能。这一进展使得将高频器件和普通硅电路集成在同一芯片上成为可能。这种异质结双极晶体管不仅在速度上优于普通硅器件,而且具有更好的电流放大、低噪声和低功耗性能。     

竖直液相外延炉生长Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y晶格匹配异质结激光器

本文根据Vagard定律,得到了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y异质结晶格匹配条件,设计了生长参数,首次采用竖直液相外延炉生长了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y品格匹配异质结,并制成了二极管激光器。