SiGe基区异质结晶体管电流和频率特性的解析模型

给出了一个适用于分析SiGe基区异质结晶体管电流和频率特性的解析模型,并利用该模型分析了基区掺杂和组分均级变的SiGe异质结晶体管的电流增益、截止频率、最高振荡频率。模型中考虑了由于基区重掺杂和Ge的掺入引起的禁带窄变效应、载流子速度饱和效应。解析模型的计算结果与实验的对比证实了本模型可适用于器件的优化设计和电路的模拟。     

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。     

SiGe器件及其研究综述

阐述了ＳｉＧｅ器件的主要研究方向以及国内外对ＳｉＧｅ材料和器件的研究情况,并对ＳｉＧｅ器件与Ｓｉ器件和ＧａＡｓ器件的发展前景进行了比较。     

GexSi1-x合金基区异质结晶体管模拟器——GSHBT

基于有限差分法开发了一个ＧｅｘＳｉ－ｘ合金基区异质结晶体管（ＧｅｘＳｉ－ｘＨＢＴ）模拟器ＧＳＨＢＴ。通过解释一组输入语句,ＧＳＨＢＴ可模拟任意掺杂分布和锗分布的ＧｅｘＳｉ－ｘＨＢＴ的直流特性、频率特性和器件的内部图像。文中描述了ＧＳＨＢＴ的特点和使用方法,阐述了进行器件特性分析的数值方法,并给出了应用实例。     

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异质结晶体管技术的发展

以全球信息产业需求及技术发展为背景,回顾了以能带工程为基础的、在现代通信领域得到广泛应用的SiGe异质结晶体管技术的发展历程。介绍了分子束外延、超高真空化学气象淀积和常压化学气象淀积3种典型的SiGe外延技术并对比了这三种技术的优缺点。在此基础上,对SiGe HBT技术进行了分析总结并列举了其典型技术应用。以IBM的SiGe BiCMOS技术为例,介绍了目前主流的SiGe异质结晶体管技术-SiGe BiCMOS技术的研究现状及典型技术产品。最后对正在发展中的SiGe FET技术做了简要介绍。在回顾了SiGe异质结晶体管技术发展的同时,认为未来SiGe异质结晶体管技术的提高将主要依赖于超薄SiGe基区外延技术。     

Si／SiGe／Si双异质结晶体管（HBT）物负阻特性

同质结硅双极晶体管在共射极状态下工作中,在高集电极－发射极电压、大电流下,由于热电正反馈,容易发生热击穿,这限制了晶体管的安全工作区域。本文报道了在大电流下,由于热电负反馈,重掺杂基区Si/SiGe/HBT出现了负阻特性,并对这一现象进行了新的解释,认为这是由于大电流下耗散功率增加,基区俄歇复合导致电流增益随温度增加而减小的结果。这一现象有利于改善大电流下双极晶体管的抗烧毁能力,证明Si/SiGe/HBT适于大功率应用。     

基于SOI结构的SiGe HBT频率特性研究

基于SOI技术原理,模拟仿真了SOI结构SiGe HBT的频率特性,并与相同条件下体SiGe HBT频率特性进行了比较分析。仿真结果显示,SOI结构中埋氧层BOX的引入,可使SOI结构SiGe HBT集电极-基极电容Ccb和衬底-基极电容Csb最大降幅分别达94.7%和94.6%,且最高振荡频率fmax增加2.7倍。研究结果表明,SOI结构大幅度改善了SiGe HBT的频率性能,适用于高速、高功率集成电路技术。     

InP异质结晶体管

提出了准平面构成的InP HBT新结构，用Si离子注入在半绝缘InP：Fe上形成隐埋n型区来代替通常采用的外延n型收集区，可有效降低器件的高度，减小寄生参数，提高器件的可靠性，测量结果表明，晶体管的hfe=100,VCE=3-4V,fT=10GHz。     

Ge_xSi_(1-x)合金基区异质结晶体管模拟器——GSHBT

基于有限差分法开发了一个 Gex Si1-x合金基区异质结晶体管 (Gex Si1-x HBT)模拟器GSHBT。通过解释一组输入语句 ,GSHBT可模拟任意掺杂分布和锗分布的 Gex Si1-x HBT的直流特性、频率特性和器件的内部图像。文中描述了 GSHBT的特点和使用方法 ,阐述了进行器件特性分析的数值方法 ,并给出了应用实例。     

SiGe/Si HBT高频噪声特性研究

基于器件Y参数,对Si/Si1-xGexHBT的高频噪声进行了模拟。Si/Si1-xGexHBT的高频最小噪声系数随Ge组份x的增加而减小。与Si BJT相比,Si/SiGe HBT具有优异的高频噪声特性。     

SiGe和SiGeC HBT速度过冲模型

建立了超薄基区SiGe和SiGeC HBT的速度过冲模型。通过求解能量平衡方程,得到电子温度分布,B-C结附近的电子温度远高于晶格温度。Ge的分布对SiGeC BHT速度分布影响很大,对于线性分布,Ge梯度越大,速度过冲越明显;Ge梯度一样时,线性分布比梯形分布的速度大。梯形分布的Si Ge HBT基区也发生速度过冲。SiGeC HBT速度过冲现象与SiGeC HBT相似。     

金属系统对SiGe HBT自热效应的影响

在SiGe HBT设计中，采用Al-TiN-Ti多层金属系统，可减小基极电阻，提高器件的频率和功率特性（fmax）。但是，本文的研究表明，如果忽略了发射极电阻的减小和TiN、Ti有较小的热导率，而不在设计中做出适当调整，在相同的大电流工作条件下，多层金属HBT的输出特性在自热效应和能带调节共同作用下，将会表现出明显的负阻效应。分析其原因：1）由于发射极接触电阻减小，即等效的HBT发射极镇流电阻减小，使得器件调节自热效应的能力减弱；2）由于多层金属中TiN和Ti热导率较低，在相同条件下，器件通过金属连线均衡温度分布的能力变差，与Al系统相比，其BE结温度更高。在大电流工作条件下，较差的自热效应调节能力和较高的结温使得多层金属HBT的值减小较快，器件的频率和功率特性变差。     

Improvement on Frequency Performance of SOI SiGe HBT

Based on the advantages of SOI technology, the frequency performance of SiGe HBT with SOI structure has been simulated. Compared with bulk SiGe HBT, the results show that the buried oxide layer （BOX） can reduce collector-base capacitance CCB with the maximum value 89.3%, substrate-base capacitance CSB with 94. 6%, and the maximum oscillation frequency is improved by 2.7. The SOl structure improves the frequency performance of SiGe HBT, which is adaptable to high-speed and high power applications.     

SiGe HBT大电流密度下的基区渡越时间模型

在考虑基区扩展效应及载流子浓度分布的基础上，建立了SiGe HBT的基区渡越时间模型。该模型既适合产生基区扩展的大电流密度，又适合未产生基区扩展的小电流密度。模拟分析结果表明，与Si BJT相比，SiGe HBT基区渡越时间显著减小，同时表明，载流子浓度分布对基区渡越时间有较大影响。     

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。     

SiGe HBT器件的可靠性技术

介绍了SiGe异质结双极晶体管的特点,对SiGe异质结双极晶体管的物理机理进行了讨论,进而分析了影响其可靠性的各种可能因素,总结了目前SiGe HBT可靠性加速寿命试验方法,并进行了比较。     

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.     

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。