SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型研究

根据器件实际工作情况,找出SOI器件与传统器件的不同,建立并研究了SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型。结果表明,模型与集电区掺杂浓度、集电结偏置电压、传输电流有关,电流的增加恶化了渡越时间,进一步恶化了器件性能。所建模型与仿真结果一致。SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型的建立和扩展为SOI BiCMOS工艺的核心参数,如特征频率的设计,提供了有价值的参考。     

SiGe HBT大电流密度下的基区渡越时间模型

在考虑基区扩展效应及载流子浓度分布的基础上，建立了SiGe HBT的基区渡越时间模型。该模型既适合产生基区扩展的大电流密度，又适合未产生基区扩展的小电流密度。模拟分析结果表明，与Si BJT相比，SiGe HBT基区渡越时间显著减小，同时表明，载流子浓度分布对基区渡越时间有较大影响。     

SiGe HBT大信号扩散电容模型研究

基于SiGe HBT（异质结双极晶体管）大信号等效电路模型,建立了SiGe HBT大信号发射结扩散电容模型和集电结扩散电容模型．该模型从SiGe HBT正反向传输电流出发,研究晶体管内可动载流子所引起的存储电荷（包括正向存储电荷和反向存储电荷）的基础上,同时考虑了厄利效应对载流子输运的影响,其物理意义清晰,拓扑结构简单。将基于大信号扩散电容模型的SiGe HBT模型嵌入PSPICE软件中,实现对SiGe HBT器件与电路的模拟分析。对该模型进行了直流特性模拟分析,直流模拟分析结果与文献报道的结果符合得较好,瞬态特性分析结果表明响应度好。     

SiGe异质结晶体管频率特性模型研究

在分析载流子输运和分布的基础上，建立了SiGe异质结晶体管(HBT)各时间常数模型；在考虑发射结空间电荷区载流子分布和集电结势垒区存在可劝电荷的基础上，建立了SiGe HBT发射结势垒电容模型和不同电流密度下包括基区扩展效应的集电结势垒电容模型。对SiGe HBT特征频率及最高振荡频率与电流密度、Ge组分、掺杂浓度、结面积等之间的关系进行了模拟，对模拟结果进行了分析和讨论。     

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和SiGe三极管Early效应模型及在电路仿真器中的应用综述

Early效应作为表征双极器件关键性能的因素之一,影响输出跨导、传输电流、基区渡越时间、电流增益、扩散电容等器件特性。本文从Early效应的基本定义出发,综述了Early电压的起源,模型的发展及其在Si和SiGe电路仿真器中的应用。具体为：（1）综述了Si三极管中的基本模型及在SPICE中处理过程,然后针对SPICE的缺陷,描述了VBIC模型中针对Early效应的改进。（2）由于SPICE和VBIC不能有效描述SiGe HBT中基区Ge组分引入。本文基于SiGe HBT标准化模型Mextram、HICUM对SiGe HBT的建模思想,综述了将其用于建立Early电压模型的方法。（3）总结了现有主流模型对Early效应的建模方法及优缺点。     

SiGe HBT高频特性研究

从器件结构、工艺条件等方面,对影响SiGe HBT高频特性的因素进行对比分析,并在此基础上,对提高SiGe HBT频率特性的方法进行了总结归纳。渡越时间受温度改变影响,SiGe HBT的高频性能在低温下提高。多种形状的基区Ge分布影响基区渡越时间,对提高频率起关键作用。降低工艺温度能有效减小杂质扩散,优化频率。采用新结构以减小发射极电阻,或增加工艺隔离步骤以抑制寄生参数,均可提高频率。     

SiGe HBT发射极延迟时间模型

在对SiGe HBT（异质结双极晶体管）载流子输运的研究基础上,建立了包括基区扩展效应SiGe HBT发射极延迟时间τe模型．发射极延迟时间与发射结势垒电容和集电结势垒电容密切相关．在正偏情况下,通常采用的势垒区耗尽层近似不再适用,此时需要考虑可动载流子的影响．本文重点分析了电流密度及发射结面积等参数对SiGe HBT发射极延迟时间的影响．     

SiGe HBT发射极延迟时间模型

在对SiGe HBT(异质结双极晶体管)载流子输运的研究基础上,建立了包括基区扩展效应SiGe HBT发射极延迟时间τe模型.发射极延迟时间与发射结势垒电容和集电结势垒电容密切相关.在正偏情况下,通常采用的势垒区耗尽层近似不再适用,此时需要考虑可动载流子的影响.本文重点分析了电流密度及发射结面积等参数对SiGe HBT发射极延迟时间的影响.     

SiGe HBT传输电流模型研究

基于SiGe异质结双极晶体管(HBT)大信号等效电路模型,建立了SiGe HBT传输电流模型.重点考虑发射结能带的不连续对载流子输运产生的影响,通过求解流过发射结界面的载流子密度,建立了SiGe HBT传输电流模型.该模型物理意义清晰,拓扑结构简单.对该模型进行了模拟,模拟结果与文献报道的结果符合得较好.将该模型嵌入PSPICE软件中,实现了对SiGe HBT器件与电路的模拟分析,并对器件进行了直流分析,分析结果与文献报道的结果符合得较好.     

A compact model for SiGe HBT on thin-film SOI

Heterojunction bipolar transistor (HBT) fabrication on thin-film silicon-on-insulator (SOI) has been recently demonstrated. Due to the space volume constraint (thin film) for the device fabrication, the HBT structure is different from bulk HBT. In fact, compared to a bulk device, the buried layer has been suppressed and a lateral collector contact configuration is introduced. This device features a vertical expansion followed by a lateral expansion of the base-collector space charge region. This nonconventional charge behavior induces a kink in the base-collector junction capacitance characteristics, and as a consequence a modified Early effect. Furthermore, the low current transit time is modified compared to a bulk HBT. In this paper, all these effects are analyzed and a compact model for SOI-HBT is proposed. The model is validated on real SOI-HBTs with different collector doping levels.     

新结构微波功率SiGe HBT的数值分析

提出一种新结构的微波功率SiGe异质结双极晶体管(SiGe HBT)，该结构通过在传统SiGe HBT的外基区下的集电区中挖槽并填充SiO2的方法来改善器件的高频性能．将相同尺寸的新结构和传统结构的器件仿真结果进行比较，发现新结构器件的基区-集电区电容减少了55％，因而使器件的最大有效增益提高了大约2dB，其工作在低压(Vce=4．5V)和高压(Vce=28V)情况下的最高振荡频率分别提高了24％和10％．     

SiGe HBT射频噪声模型研究

对现代的双极型晶体管而言,载流子在基极和集电极的空间电荷区（CB SCR）传输延迟可比基极渡越时间,甚至要大于后者。为了更精确地表征了SiGe HBT的射频噪声性能,对van Vliet模型做了扩展,使其包含基极集电极空间电荷区的延迟效应。用2个与噪声相关的延迟时间对transport模型进行了扩展,使得在没有非准静态Y参数的情况下仍然可以对基极和集电极电流噪声进行精确建模。最后,在JC=12.2 mA/μm2,AE=0.12×18μm2条件下,分别对2种模型的基极和集电极噪声电流谱及其归一化相关系数做图并与计算得出的解析值相比较,验证了模型的有效性。     

Optimum germanium profile for SiGe/int

The thermal stability of an SiGe base HBT is closely related to the integrated Ge content in the base. It is therefore appropriate to consider what form the Ge profile should take to minimise the base transit time tau /sub B/ for a given total Ge content. It is shown that a linear increase in Ge content from the base-emitter to the base-collector junction is required to minimise.<>     

Improvement on Frequency Performance of SOI SiGe HBT

Based on the advantages of SOI technology, the frequency performance of SiGe HBT with SOI structure has been simulated. Compared with bulk SiGe HBT, the results show that the buried oxide layer （BOX） can reduce collector-base capacitance CCB with the maximum value 89.3%, substrate-base capacitance CSB with 94. 6%, and the maximum oscillation frequency is improved by 2.7. The SOl structure improves the frequency performance of SiGe HBT, which is adaptable to high-speed and high power applications.     

Measurement of base and collector transit times in thin-base InGaAs/InP HBT

The influence of base thickness reduction on performances of heterojunction bipolar transistors (HBTs) is examined. HBT structures are grown, with a base thickness in the range 25-65 nm and doping concentration from 3/spl times/10/sup 19/ to 6/spl times/10/sup 19/ at/cm/sup 3/. Base transit time is accurately extracted from total base-collector transit time, and described using a simple drift-diffusion approach. This model, however basic, shows very good agreement with measurements when usual parameter values are used. A 0.13-ps transit time reduction is measured when thinning the base from 65 to 25 nm. The thinnest base structure presents a 0.08 ps transit time, allowing a 250 GHz f/sub t/ operation at 270 kA/cm/sup 2/ emitter current density.     

2D-simulation and analysis of lateral SiC N-emitter SiGe P-base Schottky metal-collector (NPM) HBT on SOI

We report a novel BiCMOS compatible lateral SiC N-emitter, SiGe P-base Schottky metal-collector NPM HBT on SOI. The proposed lateral NPM HBT performance has been evaluated in detail using 2-dimensional device simulation by comparing it with the equivalent NPN HBT and homojunction silicon NPM BJT structures. Based on our simulation results, it is observed that while both the lateral NPM and NPN HBTs exhibit high current gain, high cut-off frequency compared to the homojunction NPN BJT, the lateral NPM HBT has the additional benefit of suppressed Kirk effect and excellent transient response over its counterpart lateral NPN HBT. The improved performance of the proposed NPM HBT is discussed in detail and a CMOS compatible process is suggested for its fabrication.     

SiGe HBT基区渡越时间研究

对基于SiGe HBT基区本征载流子浓度和电子迁移率依赖于掺杂、基区Ge组分分布和速度饱和效应的基区渡越时间进行了研究。结果表明,相同Ge组分条件下,基区渡越时间bτ随WB由100 nm减薄到50 nm,降低了74.9%;相同WB,Ge组分为0.15比0.1 Ge组分的bτ减小了33.7%。该研究与其他文献的结果相吻合,可为SiGe HBT基区设计提供一定的理论指导。