薄虚拟SiGe衬底上的应变Si pMOSFETs

成功地试制出薄虚拟SiGe衬底上的应变Si pMOSFETs.利用分子束外延技术在100nm低温Si(LT-Si)缓冲层上生长的弛豫虚拟Si0.8Ge0.2衬底可减薄至240nm.低温Si缓冲层用于释放虚拟SiGe衬底的应力,使其应变弛豫.X射线双晶衍射和原子力显微镜测试表明:虚拟SiGe衬底的应变弛豫度为85%,表面平均粗糙度仅为1.02nm.在室温下,应变Si pMOSFETs的最大迁移率达到140cm2/(V·s).器件性能略优于采用几微米厚虚拟SiGe衬底的器件.     

SiGe/Si异质结双极晶体管研究

介绍了一咱ＳｉＧｅ／Ｓｉ分子束外延异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的研制。该器件采用３μｍ工艺制作,测量得其电流放大系数β为５０,截止效率ｆｒ为５．１ＧＨｚ,表明器件的直流特性和交流特性良好。器件的音片成品率在９０％以上。     

Si/SiGe PMOS器件的模拟优化设计与样品研制

通过理论分析与计算机模拟,给出了以提高跨导为目标的Si/SiGe PMOSFET优化设计方法,包括栅材料的选择、沟道层中Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节,基于此已研制出Si/SiGe PMOSFET器件样品.测试结果表明,当沟道长度为2μm时,Si/SiGe PMOS器件的跨导为45mS/mm(300K)和92mS/mm(77K),而相同结构的全硅器件跨导则为33mS/mm(300K)和39mS/mm(77K).     

Si/SiGe PMOS器件的模拟优化设计与样品研制

通过理论分析与计算机模拟 ,给出了以提高跨导为目标的 Si/ Si Ge PMOSFET优化设计方法 ,包括栅材料的选择、沟道层中 Ge组分及其分布曲线的确定、栅氧化层及 Si盖帽层厚度的优化和阈值电压的调节 ,基于此已研制出 Si/ Si Ge PMOSFET器件样品 .测试结果表明 ,当沟道长度为 2μm时 ,Si/ Si Ge PMOS器件的跨导为 45 m S/ mm(30 0 K)和 92 m S/ mm (77K) ,而相同结构的全硅器件跨导则为 33m S/ mm (30 0 K)和 39m S/ m m (77K) .     

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。     

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.     

用于无线通信的SiGe异质结双极型晶体管AB类功率放大器

报道了一种性能良好的SiGe功率放大器,具有用于无线通信的前景.在B类模式下工作时,输出功率可以达到30dBm.在AB类模式下,电源电压为4V工作时,1dB压缩点输出功率(P1dB)为24dBm,输出功率三阶交截点(TOI)为39dBm.最大的功率附加效率(PAE)和在1dB压缩点的功率附加效率分别达到34%和25%.处理CDMA信号时的邻道功率抑制超过42dBc,符合IS95标准.     

用于无线通信的SiGe异质结双极型晶体管AB类功率放大器

报道了一种性能良好的SiGe功率放大器,具有用于无线通信的前景.在B类模式下工作时,输出功率可以达到30dBm.在AB类模式下,电源电压为4V工作时,1dB压缩点输出功率(P1dB)为24dBm,输出功率三阶交截点(TOI)为39dBm.最大的功率附加效率(PAE)和在1dB压缩点的功率附加效率分别达到34%和25%.处理CDMA信号时的邻道功率抑制超过42dBc,符合IS95标准.     

低电压C类SiGe微波功率异质结双极型晶体管

给出了低电压微波 Si Ge功率异质结双极型晶体管 (HBT)的器件结构和测试结果 .器件结构适于低压大电流状态下应用 .采用了梳状发射极条的横向版图设计 ,其工作电压为 3— 4V.在 C类工作状态 ,1GHz的工作频率下 ,输出功率可以达到 1.6 5 W,具有 8d B的增益 . 3V时可以达到的最高收集极效率为 6 7.8% .     

低电压C类SiGe微波功率异质结双极型晶体管

给出了低电压微波SiGe功率异质结双极型晶体管(HBT)的器件结构和测试结果.器件结构适于低压大电流状态下应用.采用了梳状发射极条的横向版图设计,其工作电压为3-4V.在C类工作状态,1GHz的工作频率下,输出功率可以达到1.65W,具有8dB的增益.3V时可以达到的最高收集极效率为67.8%.     

绝缘层上Si/应变Si1-xGex/Si异质结p-MOSFET电学特性二维数值分析

对绝缘层上Si/应变Si1-xGex/Si异质结p-MOSFET电学特性进行二维数值分析,研究了该器件的阈值电压特性、转移特性、输出特性.模拟结果表明,随着应变Si1-xGex沟道层中的Ge组分增大,器件的阈值电压向正方向偏移,转移特性增强;当偏置条件一定时,漏源电流的增长幅度随着Ge组分的增大而减小;器件的输出特性呈现出较为明显的扭结现象.     

应用400℃低温Si技术制备应变Si沟道pMOSFET

在利用分子束外延方法制备SiGe pMOSFET中引入了低温Si技术.通过在Si缓冲层和SiGe层之间加入低温Si层,提高了SiGe层的弛豫度.当Ge主分为20%时,利用低温Si技术生长的弛豫Si1-xGex层的厚度由UHVCVD制备所需的数微米降至400nm以内,AFM测试表明其表面均方粗糙度(RMS)小于1.02nm.器件测试表明,与相同制备过程的体硅pMOSFET相比,空穴迁移率最大提高了25%.     

SiGe/SiHBT异质界面与pn结界面的相对位移的影响

从模拟和实验两方面研究了SiGe/Si HBT发射结中pn结界面和SiGe/Si界面的相对位置对器件的电流增益和频率特性的影响.发现两界面偏离时器件性能会变差.尤其是当pn结位于SiGe/Si界面之前仅几十?就足以产生相当高的电子寄生势垒,严重恶化器件的性能.据此分析了基区B杂质的偏析和外扩对器件的影响以及SiGe/Si隔离层的作用.     

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。     

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 的直流特性和低频噪声

在对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺的研究基础上，研制成功低噪声Si/SiGe/Si HBT，测试和分析了它的直流特性和低频噪声特性，为具有更好的低噪声性能的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

SiGe/Si异质结构的x射线双晶衍射

通过x射线双晶衍射图形讨论了SiGe/SiHBT的电学特性与晶格结构的关系     

Si基多量子阱SiGe/Si波导光电探测器的制备和研究

采用分子束外延MBE技术,在Si衬底上外延 高质量的20周期SiGe/Si多量子阱(MQW)层;以SiGe/Si MQW材料作 为吸收区,在Si基上制备波导型PIN光电探测器;金 属Al制作在器件的台面上下,形成金属-半导体肖特基接触。测试结果表明,器件在－2V偏压 下,对台面面积为7500μm²,暗电流为0.1μA;在0V偏压下,探测器的光响应谱的吸收 峰值为1008nm,并可以观察到随着吸收长度的 增大,响应信号也随之增大。     

SiGe／Si HBT离子注入自对准的研究

介绍了离子注入技术自对准制作ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ的方法，分析了对器件特性的影响。