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。     

全部耗尽SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型研究

研究了与CMOS兼容的SOI SiGe HBT结构。首先,分析了SOI SiGe HBT与传统SiGe HBT在结构上的不同之处。然后,针对新结构的全部耗尽工作模式,建立了考虑电流效应的集电结渡越时间模型。最后,讨论了渡越时间与集电区掺杂浓度、集电结电压、传输电流的关系,并与传统器件的渡越时间进行了比较。该渡越时间模型的建立为SOI SiGe HBT特征频率的设计与优化提供了理论基础。     

超薄基区SiGe HBT电流传输模型

从玻尔兹曼方程出发,分析了SiGe HBT超薄基区中载流子温度,扩散系数等参量的变化,建立了不同于常规基区宽度的新的超薄基区SiGe HBT电流传输模型。     

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.     

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 HBT超自对准结构模拟研究

侧墙厚度及悬梁长度是SiGe HBT超自对准器件工艺中的重要结构参数,对器件的寄生效应和结面积有一定的影响,因而也影响器件的电流放大系数β和特征频率ft.在目前的文献中,尚未见到有关SiGe HBT超自对准结构模拟的报道.文章在研究各种超自对准技术的基础上,给出了SiGe HBT超自对准器件的优化结构.利用二维器件模拟软件MEDICI,对该结构中的侧墙及悬梁进行了模拟研究.结果表明,侧墙厚度对器件的频率特性影响较大,而对直流放大倍数β影响较小;悬梁长度在仿真的参数范围内对器件的直流放大特性和特征频率都影响不大.     

SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型研究

根据器件实际工作情况,找出SOI器件与传统器件的不同,建立并研究了SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型。结果表明,模型与集电区掺杂浓度、集电结偏置电压、传输电流有关,电流的增加恶化了渡越时间,进一步恶化了器件性能。所建模型与仿真结果一致。SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型的建立和扩展为SOI BiCMOS工艺的核心参数,如特征频率的设计,提供了有价值的参考。     

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%。