基于Si/Si1-xGex/Si异质结双极性晶体管的微波功率器件电流密度的数值拟合计算

采用异质结双台面双极型结构设计微波功率器件,选择Si作发射区和集电区,Si1-xGex合金作基区的n-p-n型异质结双极性晶体管,利用数学方法,通过实验数据,采用MATLAB得到了一个比线性化更精确的禁带宽度Eg在300 K时关于Ge组分变化的方程.并用数值方法计算出集电区电流密度Jc随VBE变化的直流方程,与实验结果相符,并得到一个最佳的Ge组分值.     

用于无线PA的高频大功率Si1-xGex/Si HBT的设计和制作

采用简单的双台面工艺制作了完全平面结构的2个单元4个发射极指的SiGe HBT.在没有扣除测试结构的影响下,当直流偏置IC=10mA,VCE=2.5V时,FT和fmax分别为1.8和10.1GHz.增益β为144.25,BVCBO为9V.     

直拉法生长Si1-xGex单晶的数值模拟

利用数值模拟技术对Si1-xGex单晶生长过程中的热传输和温度分布情况进行了模拟分析,并以此为条件对晶体生长过程中不同阶段下,不同埚转速度对晶体生长稳定性的影响进行了对比分析,获得了相应的数据.对优化晶体生长条件参数、提高晶体生长稳定性和晶体质量具有较好的指导意义.     

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。     

Si1-xGex单晶用热系统改进

阐述了对原GaAs单晶拉制用LEC单晶炉热系统进行改造使其适于Si1-xGex单晶生长的过程。借助数值模拟的方法分析了晶体生长区域内的温度分布情况,并通过分析发现了原有热系统的不足。重新对原热系统进行了改造,添加了起到保温和氩气导流作用的热屏和上保温装置,使原来的敞开式热场变为密闭式热场,满足了SihGe;单晶拉制的要求。通过具体实验和数值模拟结合,分析了氩气流场及不同流场对晶体生长的影响,发现并改进了单晶炉的氩气供给装置存在的问题。     

精确预计Si BJT微波功率器件峰值结温的方法

三维全热程热电一体地模拟了Si BJT微波功率器件.热场计算包括从芯片的有源区经芯片-粘接层-基片-粘接层-底座直到固定于70℃的安装台面的整个散热过程.在处理热电正反馈时把有源区的60个基本单元(子胞)当成60个并联子胞晶体管进行建模,子胞模型包括子胞晶体管本身、基区横向扩展电阻、发射区横向扩展电阻.热电一体分析除了涉及Vbe随温度变化外,还有子胞发射极有效面积随子胞发射极电流上升而下降的效应（以下称面积效应）.与对有源区各点直接进行分析相比,子胞建模不仅大大简化了计算,而且摸拟结果与器件结构、版图结构、工艺参数关系清楚.模拟预计的热斑温度（204℃）与投片后三个样品的平均测量结果（197℃）在实验误差（10℃）内一致.模拟结果说明面积效应对抑制热电正反馈有重要作用.     

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.     

室温下Si/Si1-xGex共振隧穿二极管的数值模拟

采用量子水动力学(QHD)模型模拟了35nm Si/Si1-xGex空穴型共振隧穿二极管(RTD)在室温下的I-V特性.模拟过程中,引入second upwind,Schafetter-Gummel(SG)和二阶中心差分法相结合的离散方法对方程组进行离散,保证了结果的收敛性.还模拟了不同的器件结构,对结果的分析表明器件的势垒厚度和载流子有效质量都会对RTD的负阻效应产生影响.在室温下(T=293K),当x=0.23时,模拟结果的峰谷电流比为1.14,与实验结果相吻合.     

室温下Si/Si1-xGex共振隧穿二极管的数值模拟

采用量子水动力学(QHD)模型模拟了35nm Si/Si1-xGex空穴型共振隧穿二极管(RTD)在室温下的I-V特性.模拟过程中,引入second upwind,Schafetter-Gummel(SG)和二阶中心差分法相结合的离散方法对方程组进行离散,保证了结果的收敛性.还模拟了不同的器件结构,对结果的分析表明器件的势垒厚度和载流子有效质量都会对RTD的负阻效应产生影响.在室温下(T=293K),当x=0.23时,模拟结果的峰谷电流比为1.14,与实验结果相吻合.     

Si_(1-x)Ge_x/Si多层异质外延结构的研究

对制作的 Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ多层异质外延结构进行了研究。并对其做了反射高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扩展电阻（ＳＲ）等测量,给出了利用这种结构研制出的异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的输出特性曲线。     

si/Si_(1-x)Ge_x/Si异质结双极晶体管中基区杂质外扩散与未掺杂Si_(1-x)Ge_x结隔离层的影响

研究了Si/Si_(1-x)Ge_x/Si n-p-n异质结双极晶体管(HBT)的结界面处基区杂质外扩散与标定的未掺杂Si_(1-x)Ge_x隔离层的影响。发现,来自重掺杂基区或非突变界面处少量硼的外扩散会在导带中形成寄生势垒,它严重地影响了HBT中集电极电流的提高。未掺杂界面隔离层能消除这些寄生势垒从而极大地提高了集电极电流。     

考虑库仑散射屏蔽效应的Si1-xGex pMOSFET低场空穴迁移率模型

在考虑应变对SiGe合金能带结构参数影响的基础上,建立了一个半经验的Si1-xGexpMOSFET反型沟道空穴迁移率模型。该模型重点讨论了反型电荷对离化杂质散射的屏蔽作用,由此对等效体晶格散射迁移率进行了修正。并且详细讨论了等效体晶格散射迁移率随掺杂浓度Nd和组分x的变化。利用该模型,对影响空穴迁移率的主要因素进行了分析讨论。通过模拟得出,增加组分x可以显著提高等效体晶格散射迁移率,从而可以提高PMOSFET的空穴迁移率。     

应变Si/(001)Si1-xGex能带结构模型

应变Si材料的能带结构是研究设计高速/高性能器件和电路的理论基础。采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的能带结构模型。结果表明:[001]、[001]方向能谷构成了张应变Si导带带边,其能量值随Ge组分的增加而变小;导带劈裂能与Ge组分成线性关系;价带三个带边能级都随Ge组分的增加而增加,而且Ge组分越高价带带边劈裂能值越大;禁带宽度随着Ge组分的增加而变小。该模型可获得量化的数据,对器件研究设计可提供有价值的参考。     

Photoluminescence Properties of Si1—xGex／Si Strained Layer Structures

The investigation on optical properties of Si1-xGex/Si strained layer structures has been carried out actively in recent years.The photoluminescence has be-come a brisker subject in the studies of its various optical properties.A research develop-ment to photoluminescence properties of some new Si1-xGex/Si strained layer struc-tures is introduced.     

应变Si_(1-x)Ge_x材料掺杂浓度的表征技术

在分析研究Si1 -xGex 材料多子迁移率模型的基础上,建立了Si1 -xGex 材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度及温度关系的曲线谱图.同时,通过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究,提出了采用四探针法表征Si1 -xGex 材料掺杂浓度的技术.此表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术兼容,且更加简捷.此表征技术的可行性通过实验及对Si1 -xGex 材料样品掺杂浓度的理化分析得到了验证     

Growth of Strained Si1－xGex Layer by UV/UHV/CVD

Strained Si1－xGex and Si materials are successfully grown on Si substrate by ultraviolet light chemical vapor deposition under ultrahigh vacuum at a low substrate temperature of 450℃ and 480℃，respectively.At such low temperature,autodoping effects from the substrate and interdiffusion effects at each interface could be suppressed efficiently.The strained Si1－xGex and multilayer Si1－xGex /Si structures are examined by X-ray diffraction,SMIS,etc.,and it is found that the materials have good crystallinity and the rising and falling edges are steep.The technique has a capability of growing highquality Si1－xGex /Si strained layers.     

新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的发展

本文主要介绍新颖的Si_(1-x)Ge_x/Si异质结内光电发射长波红外探测器和焦平面阵列的现状、典型结构、性能参数及制备技术.     

Calculation of band edge levels of strained Si/(111)Si_(1-x)Ge_x

Calculations were performed on the band edge levels of (111)-biaxially strained Si on relaxed Si_(1-x)Ge_x alloy using the k·p perturbation method coupled with deformation potential theory. The results show that the conduction band (CB) edge is characterized by six identicalvalleys, that the valence band (VB) edge degeneracies are partially lifted, and that both the CB and VB edge levels move up in electron energy as the Ge fraction (x) increases. In addition, the dependence of the indirect bandgap and the VB edge splitting energy on x was obtained. Quantitative data from the results supply valuable references for Si-based strained device design.