基于Si/Si1-xGex/Si HBT的微波功率器件Ge组分的数值拟合计算

采用异质结双台面双极型结构设计微波功率器件,选择Si作发射区和集电区,Si1-xGex合金作基区的n—p—n型HBT,利用数学方法,通过实验数据,采用MATLAB得到了一个比线性化更精确的禁带宽度Eg在300K时关于Ge组分变化的方程。并用数值方法计算出集电区电流密度Jc随VBE变化的直流方程,与实验结果相符。并得到一个最佳的Ge组分值。对器件的仿真设计具有实际指导意义。     

采用高真空 /快速热处理 /化学气相淀积外延SiGe HBT结构

采用新近研制的高真空 /快速热处理 /化学气相淀积 (HV/ RTP/ CVD)系统生长了应变 Si Ge材料 .通过仔细设计的处理过程可以得到器件质量的材料 .Ge组分可以变化至 0 .2 5 ,可以得到控制良好的 n型和 p型掺杂层 ,适用于异质结双极型晶体管 (HBT)的制作 .研究了 Si Ge HBT的 n- Si/ i- p+ - i Si Ge/ n- Si结构 .所制作出的微波 HBT性能良好 ,证明了设备和工艺的水平     

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。     

用气态源分子束外延生长法制备Si/SiGe/Si nPn异质结双极晶体管

用气态源分子束外延法制备了Si/SiGe/Si npn异质结双极晶体管.晶体管基区Ge组分为0.12,B掺杂浓度为1.5×101 9cm-3, SiGe合金厚度约45nm.直流特性测试表明,共发射极直流放大倍数约50,击穿电压VCE约9V;射频特性测试结果表明,晶体管的截止频率为7GHz,最高振荡频率为2.5GHz.     

用减小p~+-n~+结隧穿电流的方法来改进Si/SiGe/Si HBT的基极电流

本文报道了用快速加热化学汽相外延法生长重掺杂Si/Si和Si/Ge/Sip~+-n~+结的实验结果,与过去报道的用离子注入法制作的Si结相比,这些结中的寄生隧穿电流减小了三个数量级。这些结果对降低小尺寸双极晶体管,尤其是SiGe异质结双极晶体管(HBT)中的基极电流有十分重要的作用,而且外延界面的质量也有所提高。     

用减小p＋—n＋结隧穿电流的方法来改进Si／SiGe／Si HBT的基极电流

本文报道了用快速加热化学汽相外延法生长重掺杂Si/Si和Si/Ge/Si p -n 结的实验结果，与过去报道的用离子注入法昨的Si结相比，这些结中的寄生隧穿电流减小了三个数量级^[4]，这些结果对降低小尺寸双极晶体管，尤其是SiGe异质结双极晶体管（HBT）中的基极电流有十分重要的作用，而且外延界面的质量也有所提高。     

GeSi/Si异质结红外摄像器

论述了单片 5 12× 5 12像素的 Ge Si/Si异质结红外摄像器。它的工作原理和 Pt Si/Si肖特基势垒红外摄像器一样。制造 Ge Si/Si异质结采用分子束外延法 ,在 Si片上生长 Ge Si膜。该膜有理想的应力。文章评价了 Ge成份、掺杂浓度、Ge Si膜厚和光谱响应的关系。研究表明器件的最佳工作波长为 8～ 12μm。     

非外延集电区的超高压锗硅异质结双极晶体管

介绍了在0.18 μm逻辑工艺平台上全新设计的超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT),该器件改变了外延的一维纵向集电区,而采用了通过离子注入掺杂的“L形”二维集电区结构,集电区包括本征基区下方的纵向集电区和场氧底部横向集电区.该器件可在同一工艺中通过版图中横向集电区长度的变化实现不同的击穿电压,因此可制作超高压...     

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.     

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/Si Ge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     

射频Si/SiGe/Si HBT的研究

在Si／SiGe／SiHBT与Si工艺兼容的研究基础上，对射频Si／SiGe／SiHBT的射频特性和制备工艺进行了研究，分析了与器件结构有关的关键参数寄生电容和寄生电阻与Si／SiGe/Si HBT的特征频率fT和最高振荡频率fmax的关系，成功地制备了fT为2．5CHz、fmax为2．3GHz的射频Si／SiGe／SiHBT，为具有更好的射频性能的Si／SiGe／Si HBT的研究建立了基础。     

Si／SiGe／Si HBT的优化设计

给出了常温和低温Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ的设计原则，并进行了讨论。指出了低温和室温ＨＢＴ设计上的差异。这些原则可用于设计特定要求的Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ。     

Ni/Si,Pt/Si,Ir/Si系的As离子注入和退火

本文用RBS,AES,TEM和X射线衍射等实验方法,分析比较了Ni/Si,Pt/Si,Ir/Si系统在室温下As离子混合和热退火的行为.得出在Ni/Si系统中,硅混合量Q_(s1)与剂量Φ的平方根成正比,形成Ni_2Si相.在Pt/Si系中,硅混合量也与剂量的平方根成正比,先后形成Pt_3Si和Pt_2Si相.对Ir/Si系,Q_(s1)与Φ则是线性关系:Q_(s1)=aΦ+b,未测到化学相.实验表明:离子束混合能大大增强金属和硅化物的化学反应.在离子混合和退火形成硅化物的过程中,注入杂质As的分布有显著变化.     

Si/Ti/Au/Si键合技术研究及其应用

运用Si／Ti／Au／Au／Ti／Si在N2保护下及420℃左右，成功地实现了Au／Si共熔键合，成品率达到90％以上。该键合方法能进行选择区域键合，完全避免了由于Si／Si熔融键合过程中高温退火给微电子机械系统(MEMS)器件带来的畸变甚至失效，为新型室温红外探测器的研制奠定了良好的工艺基础，是此类结构MEMS器件的理想键合封装方法。     

功率SiGe/Si HBT的温度特性

测量了Si/SiGe HBT在23~260℃温度范围内的Gummel图、理想因子n、不同基极电流下的发射结电压VBE、电流增益β、共发射极输出特性,以及Early电压VA的变化情况。结果表明,随电流和温度的增加,β减少,VBE随温度的变化率dVBE/dT小于同质结Si BJT。在高集电极-发射极电压和大电流下,在输出特性曲线上观察到了负微分电阻(NDR)特性。结果还显示,电流增益-Early电压积与温度的倒数(1/T)呈线性关系,这对模拟电路应用是很重要和有用的。     

Amorphous Si/Si heterojunction microwave transistors

Because the emitter-base junctions of amorphous Si/Si heterojunction bipolar transistors (HBTs) with a conventional structure are inside the amorphous Si (a-Si) layer, their high-frequency performance is limited due to very low electron velocity in a-Si. An improved structure, the two-dimensional-electron-gas (2DEG) emitter structure, is proposed to overcome these problems, and a-Si/Si HBTs with good high-frequency performance are fabricated. Their low-temperature fabrication technology can be extended to other III-V-compound HBTs     

Theoretical small-signal performance of Si/SiGe/Si HBT

Application of the Monte Carlo technique to analyze electron and hole transport in bulk Si_0.8Ge_0.2 and strained Si _0.8Ge_0.2/Si is discussed. The computed minority- and majority-carrier transport properties were used in a comprehensive small-signal model to evaluate the high-frequency performance of a state-of-the-art n-p-n heterostructure bipolar transistors (HBT) fabricated with SiGe as the base material. The valence band discontinuity of a SiGe-base HBT reverses the degradation in emitter injection efficiency caused by bandgap narrowing in the base, and permits a higher ratio of base doping to emitter doping than would be practical for a bipolar transistor. Any degradative effect of increased base doping on electron and hole mobilities is offset by improved transport in the strained SiGe base, resulting in a marked decrease in the base resistance and base transit time. Compared to the Si BJT, the use of Si_0.8Ge_0.2 for the base region of an HBT leads to significant improvements in low-frequency common emitter current gain, low-frequency unilateral power gain, and maximum oscillation frequency     

Si1-XGeX/Si红外光电探测器

本文报导了用两种缓冲层生长技术研制的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ异质结ｐｉｎ型红外探测器。其波长范围为０．７０～１．５５μｍ,峰值波长为０．９６～１．０６μｍ,暗电流密度低达０．０３μＡ／ｍｍ＾２（－２Ｖ）,在１．３μｍ处的响应度高达０．１５Ａ／Ｗ（－５Ｖ）;讨论了Ｇｅ组分、外延层厚度、偏置电压等对探测器参数的影响。     

Si/Si1-x-yGexCy/Si heterojunctionbipolar transistors

We report the first Si/Si_1-x-yGe_xC_y /Si n-p-n heterojunction bipolar transistors and the first electrical bandgap measurements of strained Si_1-x-yGe_x C_y on Si (100) substrates. The carbon compositions were measured by the shift between the Si_1-x-yGe_xC_y and Si_1-xGe_x X-ray diffraction peaks. The temperature dependence of the HBT collector current demonstrates that carbon causes a shift in bandgap of +26 meV/%C for germanium fractions of x=0.2 and x=0.25. These results show that carbon reduces the strain in Si_1-x Ge_x at a faster rate than it increases the bandgap (compared to reducing x in Si_1-xGe_x), so that a Si _1-x-yGe_xC_y film will have less strain than a Si_1-xGe_x film with the same bandgap     

与Si 工艺兼容的Si/ SiGe/ Si HBT 研究

我们对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺进行了研究,在研究了一些关键的单项工艺的基础上,提出了五个高速Si/SiGe/Si HBT结构和一个低噪声Si/SiGe/Si HBT结构,并已研制成功台面结构Si/SiGe/Si HBT和低噪声Si/SiGe/Si HBT,为进一步高指标的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。