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。     

一种新型双多晶自对准结构的高压功率SiGe HBT

为了改善高压功率SiGe HBT的综合性能,应用图形外延SiGe工艺,研制出了一种新型的双多晶自对准SiGe HBT器件.相对于双台面结构的SiGe HBT而言,该结构的SiGe HBT在发射极总周长不变的情况下,其发射结面积减少超过50%,集电结面积减少近70%,BVCBO也提高了近28%.经测试,器件的结漏电和直流增益等参数均符合设计要求.     

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.     

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。     

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.     

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.     

不同集电结结构的AlGaInP/GaAs异质结双极晶体管

设计并制备了三种不同集电结结构的A lG aInP/G aA s异质结双极晶体管,计算给出了三种集电结能带结构。通过对三种HBT的直流特性测试表明,N pN型HBT因异质集电结的导带尖峰出现电子阻挡效应;N p iN型HBT集电结引入i-G aA s层能有效克服电子阻挡效应,同时还具有拐点电压Vknee小、开启电压Voffset小、击穿电压BVCEO大等优点,但由于i-G aA s层引入增加了基区电子扩散长度,使器件电流增益有所下降。     

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%。     

Ge组分对SiGe HBT主要电学特性的影响

采用SiGe异质结结构提高晶体管的性能,分析了Ge对器件电流增益和频率特性提高的物理机制.综合考虑了Si1-xGex薄膜的稳定性、工艺特点和器件结构对Ge含量以及分布的要求和Ge组分的设计及其对器件电学特性的影响.从理论上推算了SiGe HBT的β和fT等主要特性参数,Ge的引入以及Ge的分布情况对提高这些参数有着显著的影响.Ge的引入对晶体管主要特性参数的提高使得SiGe HBT技术在微波射频等高频电子领域可以有更重要的应用前景.     

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.     

极端低温下SiGe HBT器件研究进展

系统地介绍了极端低温下SiGe HBT器件的研究进展。在器件级,分析了能带工程对SiGe HBT器件特性的影响,分析了极端低温下器件的直流、交流、噪声特性的变化,以及器件的特殊现象。在电路级,分析了基于SiGe HBT的运算放大器、低噪声放大器和电压基准源电路的低温工作特性。研究结果表明,SiGe HBT器件在低温微电子应用中具有巨大潜力。     

SiGe HBT基区结构的优化对欧拉电压的影响

欧拉电压是SiGe HBT一项重要的直流参数,受到基区结构(如Ge组分)的影响。研究发现,高温过程会导致硼的外扩散,从而影响异质结的位置,使欧拉电压受到影响。实验发现,通过优化基区结构,加厚CB结处i-SiGe厚度,可获得VA=520 V,βVA=164,320 V的SiGe HBT。     

SiGe HBT低频噪声PSPICE模拟分析

对SiGe HBT低频噪声的各噪声源进行了较全面的分析,据此建立了SPICE噪声等效电路模型,进一步用PSPICE软件对SiGe HBT的低频噪声特性进行了仿真模拟.研究了频率、基极电阻、工作电流和温度等因素对低频噪声的影响.模拟结果表明,相较于Si BJT和GaAs HBT,SiGe HBT具有更好的低频噪声特性;在低频范围内,可通过减小基极电阻、减小工作电流密度或减小发射极面积、降低器件的工作温度等措施来有效改善SiGe HBT的低频噪声特性.所得结果对SiGe HBT的设计和应用有重要意义.     

微波功率SiGe HBT研究进展

Si的热导率比大部分化合物半导体(如GaAs)的热导率高,SiGe HBT在一个较宽的温度范围内稳定,SiGe HBT的发射结电压VBE的温度系数dVBE/dT比Si的小,双异质结SiGe HBT本身具有热-电耦合自调能力,所加镇流电阻可以较小,所有这些使SiGe HBT比GaAs HBT和SiBJT在功率处理能力上占一定优势。文章对微波功率SiGe HBT一些重要方面的国内外研究进展进行评述,希望对从事微波功率SiGe HBT的研究者有所帮助。     

SiGe HBT小信号等效电路的参数直接提取

提出了一种求解硅锗异质结双极型晶体管(SiGe HBT)小信号等效电路模型的参数直接提取方法.整个提取过程使用由小信号等效电路推导出的一系列解析表达式,不使用任何数值优化方法.参数提取结果使用ADS软件仿真验证.结果表明,该方法简单易行,较为精确.     

Development of Microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors

The microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors (HBT) were fabricated by the material grown with home-made high vacuum/rapid thermal processing chemical vapor deposition equipment. The HBTs show good performance and industrial use value. The current gain is beyond 100;the breakdown voltage BVceo is 3.3V,and the cut-off frequency is 12.5GHz which is measured in packaged form.     

基于HICUM模型的高速锗硅异质结双极性晶体管可缩放模型研究

针对高速锗硅异质结双极性晶体管,在基于HICUM模型的基础上,建立了HICUM可缩放模型,并且在ADS和Hspice中都得到了很好的应用.可缩放模型是基于不同的尺寸的器件而建立的,所有可缩放模型中的参数都是直接从不同尺寸器件的测量数据中取得的,并且通过比较直流、电压电容关系、截止频率和S参数的测量和仿真数据,可以看出拟合结果比较好,HICUM可缩放模型得到了很好的验证.     

Development of Microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors

Si Ge material of great practical value can introduce the band-engineering conceptioninto the Si process.Itprovides another importantdevice with design option and can greatlyimprove the device performance.Now the best resultreported i...