SiGe HBT的脉冲中子及γ辐射效应

测量了反应堆脉冲中子及γ辐照SiGe HBT典型电参数变化.在反应堆1×1013cm-2的脉冲中子注量和256.85Gy(Si)γ总剂量辐照后,SiGe HBT静态共射极直流增益减小了20%.辐照后基极电流、结漏电流增大,集电极电流、击穿电压减小.特征截止频率fT基本不变,fmax略有减小.初步分析了SiGe HBT反应堆脉冲中子及γ辐射的损伤机理.     

SiGe HBT的脉冲中子及γ辐射效应

测量了反应堆脉冲中子及γ辐照SiGe HBT典型电参数变化.在反应堆1×1013cm-2的脉冲中子注量和256.85Gy(Si)γ总剂量辐照后,SiGe HBT静态共射极直流增益减小了20%.辐照后基极电流、结漏电流增大,集电极电流、击穿电压减小.特征截止频率fT基本不变,fmax略有减小.初步分析了SiGe HBT反应堆脉冲中子及γ辐射的损伤机理.     

SiGe HBT与Si BJT的~(60)Co射线总剂量辐照效应比较

研究了国产结构参数近似的SiGe HBT与Si BJT在60Coγ射线辐照前和不同剂量辐照后性能的变化,并作了比较。辐照后集电极电流Ic变化很小,基极电流Ib明显增大,表明辐照后电流增益的下降主要是由于Ib的退化所导致。当辐照剂量达到10kGy(Si)时,SiGe HBT和Si BJT的最大电流增益分别下降为77%和55%,表明了SiGe HBT具有比Si BJT更好的抗γ射线辐照性能。对辐射损伤机理进行了探讨。     

SiGe HBT60Coγ射线辐照效应及退火特性

研究了国产SiGe异质结双极晶体管(HBT)60Co γ射线100Gy(Si)～10kGy(Si)总剂量辐照后的辐照效应及辐照后的退火特性.测试了辐照及退火后的直流电参数.实验结果显示,辐照后基极电流(Ib)明显增大,而集电极电流(Ic)基本不变,表明Ib的增加是电流增益退化的主要原因.退火结果表现为电流增益(β=Ic/Ib)继续衰降,表明SiGe HBT具有"后损伤"效应.对其机理进行了探讨,结果表明其主要原因是室温退火中界面态继续增长引起的.     

SiGe HBT 60Co γ射线辐照效应及退火特性

研究了国产SiGe异质结双极晶体管(HBT)60Co γ射线100Gy(Si)～10kGy(Si)总剂量辐照后的辐照效应及辐照后的退火特性.测试了辐照及退火后的直流电参数.实验结果显示,辐照后基极电流(Ib)明显增大,而集电极电流(Ic)基本不变,表明Ib的增加是电流增益退化的主要原因.退火结果表现为电流增益(β=Ic/Ib)继续衰降,表明SiGe HBT具有"后损伤"效应.对其机理进行了探讨,结果表明其主要原因是室温退火中界面态继续增长引起的.     

辐照对SiGe HBT增益的影响

比较了电子和γ射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流增益β的变化.在Vbe≤0.5V时,较高剂量辐照时SiGe HBT的放大倍数辐照损伤因子d(β)为负;在Vbe≥0.5V时,SiGe HBT的d(β)远比Si BJT的小.SiGe HBT有更好的抗辐照性能.针对测得的一些电子陷阱对辐照致性能变化的影响进行了讨论.     

辐照对SiGe HBT增益的影响

比较了电子和γ射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流增益β的变化.在Vbe≤0.5V时,较高剂量辐照时SiGe HBT的放大倍数辐照损伤因子d(β)为负;在Vbe≥0.5V时,SiGe HBT的d(β)远比Si BJT的小.SiGe HBT有更好的抗辐照性能.针对测得的一些电子陷阱对辐照致性能变化的影响进行了讨论.     

SiGe HBT和Si BJT的γ射线辐照效应比较

比较了经剂量为400 krad(Si)的Y射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流电学性能的变化.通常SiGe HBT辐照后的Ib增加,Ic下降,直流放大倍数变化很小;Si BJT辐照后的Ib增加,而Ic通常也增加,并且变化幅度很大,直流放大倍数明显下降,相同剂量下变化幅度比SiGe HBT约高一个量级.表明SiGe HBT比Si BJT有更好的抗辐照性能,并对辐照导致的电特性的变化原因进行了初步解释.     

一种新型SGOI SiGe异质结双极型晶体管

为了改善SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的电学特性和频率特性,设计了一种新型的SGOI SiGe HBT。在发射区引入了双轴张应变Si层。多晶Si与应变Si双层组合的发射区有利于提高器件的注入效率。利用Silvaco TCAD软件建立了二维器件结构模型,模拟了器件的工艺流程,并对器件的电学特性和频率特性进行了仿真分析。结果表明,与传统的SiGe HBT相比,新型SGOI SiGe HBT的电流增益β、特征频率fT等参数得到明显改善,在基区Ge组分均匀分布的情况下,β提高了29倍,fT提高了39.9%。     

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.     

双极晶体管发射极电阻的提取方法及应用研究

以双多晶自对准互补双极器件中NPN双极晶体管为例,阐述了发射极电阻提取的基本原理和数学方法。在大电流情况下,NPN管的基极电流偏离理想电流是发射极串联电阻效应引起的。该提取方法综合考虑了辐照过程中NPN管的电流增益退化特性,分析了总剂量辐照效应对NPN管的损伤机理和模式。该提取方法适用于多晶硅发射极器件,也适用于SiGe HBT器件。     

混合模式电应力损伤对SiGe HBT器件1/f噪声特性的影响研究

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO₂界面产生界面态缺陷P_b,导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。     

SiGe HBT器件特征参数的数值模拟与分析

分别在不同基极掺杂浓度、集电极掺杂浓度、发射极掺杂浓度和不同Ge组分含量的情况下,运用半导体器件模拟软件-MEDICI,对SiGe HBT器件的直流特性和频率特性进行了数值模拟,得出了SiGe HBT器件的集电极电流IC、基极电流IB、电流增益β和截止频率fT变化的初步规律.     

异质结位置对缓变集电结SiGe HBT性能的影响

研究了npn型SiGe HBT集电结附近的异质结位置对器件性能的影响.采用Taurus-Medici 2D器件模拟软件,在渐变集电结SiGe HBT的杂质分布不变的情况下,模拟了各种异质结位置时的器件直流增益特性和频率特性.同时比较了处于不同集电结偏压下的直流增益和截止频率.分析发现即使没有出现导带势垒,器件的直流和高频特性仍受SiGe层中性基区边界位置的影响.模拟结果对SiGe HBT的设计和分析都具有实际意义.     

异质结位置对缓变集电结SiGe HBT性能的影响

研究了npn型SiGe HBT集电结附近的异质结位置对器件性能的影响.采用Taurus-Medici 2D器件模拟软件,在渐变集电结SiGe HBT的杂质分布不变的情况下,模拟了各种异质结位置时的器件直流增益特性和频率特性.同时比较了处于不同集电结偏压下的直流增益和截止频率.分析发现即使没有出现导带势垒,器件的直流和高频特性仍受SiGe层中性基区边界位置的影响.模拟结果对SiGe HBT的设计和分析都具有实际意义.     

SiGe HBT瞬时剂量率效应实验及仿真研究

锗硅异质结双极晶体管(SiGe Heterojunction Bipolar Transistor,SiGe HBT)由于其优异的温度和频率特性,在航空航天等极端环境中具有良好的使用前景,其辐射效应得到了广泛关注。针对KT9041 SiGe HBT进行了瞬时γ射线及脉冲激光辐照实验,获得其瞬时剂量率效应(Transient Dose Rate Effect,TDRE)响应。实验结果表明,SiGe HBT收集极在辐照下会产生明显的光电流脉冲,并且存在着饱和阈值的现象。此外,在脉冲激光辐照实验中还进行了SiGe HBT总剂量效应与瞬时剂量率效应的协同效应研究。发现SiGe HBT在经过总剂量辐照后其产生的光电流幅值会变大。为了分析实验中观察到的现象,应用TCAD建立了KT9041 SiGe HBT的仿真模型,并进行了瞬时γ射线辐照以及总剂量效应仿真研究。仿真发现,SiGe HBT收集极光电流出现的饱和现象是由示波器端口50 Ω匹配电阻所造成的。而总剂量效应导致的光电流幅值变大则是由于总剂量效应会在SiGe HBT收集极电极处的Si/SiO₂界面引入正电荷缺陷,正电荷缺陷产生的局部电场会对自由电子产生吸引作用,导致更多的自由电子被收集极收集,从而产生幅值更大的光电流。     

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.     

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。     

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.