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。     

SiGe材料及其在双极型器件中的应用

SiGe材料具有很多独特的性质,高性能的应变SiGe外延层能够将能带工程的概念引入到传统的S基材料中去。外延SiGe合金使得在Si基材料上制作性能优异的双极晶体管成为可能。本文回顾了siGe材料和SiGe异质结双极晶体管的最新研究进展,包括它们的结构、性能、制作工艺、优点以及未来发展方向等。     

用于高速A／D转换器的GaAsHJBT和硅双极工艺的比较

本文研究了在全并行A/D转换器领域中GaAlAs/GaAs异质结双极晶体管(HJBT)工艺的应用前景。为了预测HJBT的前景,与用现代硅工艺可达到的最好性能水平进行了比较。用每一种工艺研制了最佳的锁存比较器,并且进行了SPICE模拟,以便决定其能达到的最大采样率和大信号模拟带宽。在我们进行上述两种工艺的比较时,有这样的一些工艺模式可选用,一种是近期开发阶段的标准的1μm双极工艺与4μmHJBT工艺;另一种是早期开发阶段改进的1μm硅双极工艺与2.5μmHJBT工艺。这样使得随时间流逝的性能改善趋势亦可进行比较。     

硅超高速双极技术的潜力与变革方向

本文评述了硅超高速双极技术的研究现状与极限，指出ＳｉＧｅ异质结构将显著提高现有纯Ｓｉ器件的电性能，并将成为发展下一代硅超高速双极器件和电路的技术途径。     

准泡发射区基区SiGe异质结双极晶体管

本文报道一种新开发的与Ｓｉ平面工艺兼容的准泡发射区基区工艺，以及由此工艺制备的适于大功率微波应用的ＳｉＧｅ异质结双极晶体管（ＨＢＴ）．ＳｉＧｅＨＢＴ的电流增益为５０，ＢＶＣＢＯ为２８Ｖ，ＢＶＥＢＯ为５Ｖ．在９００ＭＨｚ共射Ｃ类工作状态下，连续波输出功率５Ｗ，集电极转化效率６３％，功率增益７．４ｄＢ．     

SiGe／Si HBT及其单片微波集成电路的研究

ＳｉＧｅ／Ｓｉ ＨＢＴ作为单片微波集成电路中的有源元件，在截止频率，增益，噪声等方面相对于ＧａＡｓ器件有很大的优势。本文结合本单位在ＳｉＧｅ材料和器件、电路等方面做过的工作，对实现ＳｉＧｅ单片微波集成电路的一些理论和技术要点作了阐述。     

HBT中基区内建电场的物理机制及其理论分析

计算了具有线性Ｇｅ 分布的ＳｉＧｅ 基区价带有效态密度和空穴浓度的分布，分析了基区内建电场的物理机制，分别采用Ｂｏｌｔｚｍ ａｎｎ 统计和Ｆｅｒｍ ｉ Ｄｉｒａｃ统计给出了内建电场分布的表达式并进行了计算，最后讨论了基区重掺杂对电场的影响     

硅锗基区异质结双极型晶体管的研究进展

本文综述了SiGe-HBT工艺及性能研究的最新进展,提出了若干重要的研究课题.     

Si／SiGe／Si双异质结晶体管异质结势垒效应（HBE）研究

本文研究了不同温度下Ｓｉ／ＳｉＧｅ／Ｓｉ双异质结晶体管异质结势垒效应，研究发现，集电结处价带能量差△Ｅｖ越大，ＨＢＥ越明显，在给定的△Ｅｖ下，随着温度的降低，ＨＢＥ越显著。     

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。     

SiGe BiCMOS工艺中HBT的关键制造工艺研究

研究了0.18μm SiGe BiCMOS中的核心器件SiGe HBT的关键制造工艺,包括集电极的形成、SiGe基区的淀积、发射极窗口的形成、发射极多晶的淀积、深孔刻蚀等,指出了这些制造工艺的难点和问题,提出了解决办法,并报导了解决相关难题的实验结果。     

ERA系列单片放大器及其应用

ＥＲＡ系列单片集成放大器极用异质结双极晶体管工艺制作，在ＤＣ－１０ＧＨｚ的宽带频率范围内，具有信号增益高，增益平坦度好，输出功率和动态范围大，三阶互调小、噪声系数较小的特点。本文主要介绍其内部电路结构，特点及有关应用。     

微波大功率SiGe HBT的研究进展及其应用

文章论述了SiGe异质结双极晶体管(HBT)在微波功率领域应用的优势,详细介绍了微波功率SiGe HBT的结构设计方法,以及主要影响器件性能的材料和结构因素,评述了其最新进展及今后发展方向.     

全温区超薄基区SiGe HBT参数特性研究

分析了不同温度下超薄基区 Si Ge HBT中载流子温度及扩散系数随基区结构参数的变化 ,并给出了实验比较     

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。     

多晶发射极双台面微波功率SiGe HBT

研制成功了可商业化的75mm单片超高真空化学气相淀积锗硅外延设备SGE500,并生长了器件级SiGe HBT材料.研制了具有优良小电流特性的多晶发射极双台面微波功率SiGe HBT器件,其性能为:β=60@VCE/IC=9V/300μA,β=100@5V/50mA,BVCBO=22V,ft/fmax=5.4GHz/7.7GHz@10指,3V/10mA.多晶发射极可进一步提供直流和射频性能的折衷,该工艺总共只有6步光刻,与CMOS工艺兼容且(因多晶发射极)无需发射极外延层的生长,这些优点使其适合于商业化生产.利用60指和120指的SiGe HBT制作了微波锗硅功率放大器.60指功放在900MHz和3.5V/0.2A偏置时在1dB压缩点给出P1dB/Gp/PAE＝22dBm/11dB/26.1%.120指功放900MHz工作时给出了Pout/Gp/PAE＝33.3dBm (2.1W)/10.3dB/33.9%@11V/0.52A.