f_T为75GHz的SiGe基区异质结双极晶体管

报道了具有最高单位电流增益截止频率(f_T)的Si异质结双极晶体管(HBT)的制作。器件的f_T值达75GHz,集电极-基极偏压1V,本征基区层电阻(R_(bi))17kΩ/□,发射极宽0.9μm。该器件用SiGe作基底材料,采用多发射极双极工艺制作,其75GHz的性能指标几乎比Si双极晶体管的速度提高一倍。45nm基区中的Ge是缓变的,这样就产生了约为20kV/cm的漂移电场,因而本征渡越时间仅为1.9ps。     

Si／Si1—x Gex异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si1-x Gex异质结双极晶体管（HBT）和硅双极结晶体管（BJT）高频性能进行模拟比较的结果，其结构参数是为获得最高fT≈fmax设计的，模拟研究表明，（1）Si/Si1-xGex HBT具有64GHz的峰值fT(=fmax)，它比Si BJT提高了16．4％，（2）发射极充电时间对,高频性能有相当大的影响，即使电流密度高达80kAcm^-2时也是如此；（3）SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着fT和fmax，研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值fT=fmax，据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％。（4）高频性能对集电极设计的依赖关系表明，要在fT,fmax和BVCBO间进行折衷处理，并且（5）通过降低发射区或基区掺要浓度，可设计出fT超过100GHz的Si1-xGexHBT，同样，通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻，可实现100GHz的fmax.     

73GHz磷掺杂多晶硅发射极自对准SiGe基区双极晶体管

报道了一种用来制作自对准SiGe基区异质结双极晶体管降低热处理周期的磷发射极工艺，短的热处理周期导致极窄的基区宽度，并维持轻掺杂的隔离层不消失，这种隔离层是为了提高击穿特性而制作在发射极0基极和基极－集电极内的，已获得了35nm基区宽度的晶体管，其发射极－基极反向漏电小，峰值截止频率为73GHz，本征基区薄层电阻为16kΩ/□，用这些器件获得的最小NTL和ECL门延时分别为28和34ps。     

73GHz磷掺杂多晶硅发射极自对准SiGe基区双极晶体管

报道了一种用来制作自对准SiGe基区异质结双极晶体管降低热处理周期的磷发射极工艺。短的热处理周期导致极窄的基区宽度,并维持轻掺杂的隔离层不消失,这种隔离层是为了提高击穿特性而制作在发射极-基极和基极-集电极内的。已获得了35nm基区宽度的晶体管,其发射极-基极反向漏电小,峰值截止频率为73GHz,本征基区薄层电阻为16kΩ/□。用这些器件获得的最小NTL和ECL门延时分别为28和34ps。     

SiGe/Si异质结双极晶体管工艺技术研究

介绍了多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管制作工艺流程。通过对LPCVD在n型Si衬底上外延生长SiGe合金层作为异质结双极晶体管基区、自中止腐蚀工艺制作发射区台面、多晶硅n型杂质掺杂工艺制作发射极、PtSi金属硅化物制作器件欧姆接触等工艺技术进行研究,探索出关键工艺的控制方法,并对采用以上工艺技术制作的多晶硅发射极双台面SiGe/Si异质结双极晶体管进行了I-V特性及频率特性测试。结果显示该器件饱和压降小,欧姆接触良好,直流电流放大倍数β随Ic变化不大,截止频率最高达到11.2 GHz。     

GexSi1—x／Si反型基区晶体管：工作原理与实验验证（Ⅰ）

本文介绍Ge_xSi_(1-x)/Si反型基区晶体管(BICFET)的工作原理和器件特性方面的理论研究和实验验证。该晶体管通过Ge_xSi_(1-x)与硅之间的价带非连续性把空穴限制在异质结界面,形成一个非常窄(～10nm)的基区;并通过外部基区的电势来调制空穴电荷,从而控制晶体管发射极与集电极之间的电子电流势垒高度。BICFET是首批利用Ge_xSi_(1-x)加工技术突破的一种双极器件,性能明显优于BJT。文章叙述了p沟Ge_xSi_(1-x)/Si BICFET的制作及其电特性测量结果。最后,对Ge_xSi_(1-x)/Si BICFET和Ge_xSi_(1-x)/Si HBT进行了比较,并指出了这种器件的前景。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备：II结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（ＨＦＥ可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

硅低温双极晶体管的优化设计与制备──Ⅱ结构与电特性分析

本文在前文器件掺杂分布优化设计的基础上，实现了结构设计和工艺选择，采用多晶硅发射极技术，研制成功了７７Ｋ下高增益（Ｈ＿（ＦＥ）可达２５０）硅双极晶体管；采用多晶硅发射区和基区重掺杂技术，获得了可与ＣＭＯＳ结构兼容，基区电阻较小的硅低温双极晶体管。     

选择离子注入集电极技术研究

为提高超高速双极晶体管的电流增益 ,降低大电流下基区扩展效应对器件的影响 ,将选择离子注入集电区技术 (SIC)应用于双层多晶硅发射极晶体管中。扩展电阻的测试结果显示出注入的 P离子基本上集中在集电区的位置 ,对发射区和基区未造成显著影响。电学特性测量结果表明 ,经过离子注入的多晶硅发射极晶体管的电流增益和最大电流增益对应的集电极电流明显高于未经离子注入的晶体管。因此 ,在双层多晶硅晶体管中采用 SIC技术 ,有效地降低了基区的扩展效应 ,提高了器件的电学特性。     

高速双极晶体管工艺条件的优化研究

报道了一种使用深槽隔离和注入基区及快速热退火(RTA)，同时为发射极扩散和Ti硅化物退火的双层多晶硅双极技术。对内基区注入、选择性注入集电极(SIC)以及RTA等主要工艺条件对器件特性的影响进行了研究和优化。根据优化结果，制作出了性能优良的高速双极晶体管。     

超高电流增益多晶硅发射极BICFET的研制与特性

研制并测量了poly－Si（n+）／UTI／n－Si隧道结发射极双极反型沟道场效应晶体管（BICFET）．发现在极低电流下，此器件的小信号电流增益（G）超过106．本文对此作出了新的解释．     

超增益硅MIS异质结发射极晶体管

描述了共发射极电流增益接近25000的硅双极晶体管,这个值被认为是曾报导过的双极器件电流增益的最大值。以一个隧道贯穿金属二薄绝缘体一半导体(MIS)接触连同一个浅注入基区为基础的异质结发射极结构是获得这种改进性能的主要原因。该结果的意义在于:它证明了在发射极的注入效率和可以导致在应用范围内改进硅双极晶体管性能的基区特性控制这两方面的优点。     

基区重掺杂对SiGe HBT热学性能的影响

相对于同质结晶体管,异质结双极晶体管(HBT)由于异质结的存在,电流增益不再主要由发射区和基区掺杂浓度比来决定,因此可以通过增加基区掺杂浓度来降低基区电阻,提高频率响应,降低噪声系数,但基区掺杂浓度对器件热特性影响的研究却很少。以多指SiGeHBT的热电反馈模型为基础,利用自洽迭代法分析了基区重掺杂对器件集电极电流密度和发射极指温度的影响。通过研究发现,随着基区浓度的增加,SiGe HBT将发生禁带宽度变窄,基区反向注入发射区的空穴电流增大;同时,基区少子俄歇复合增强,这些都将减小集电极电流密度,降低发射极指温度,从而抑制发射极指热电正反馈,提高器件的热稳定性。     

Si/a-Si:H异质结微波双极型晶体管实验研究

本文首次报道采用重掺杂的氢化非晶硅(n~+a-Si∶H)作发射极的硅微波双极型晶体管的制备和特性.该器件内基区方块电阻2kΩ/□,基区宽度0.1μm,共发射极最大电流增益21(V_(cB)=6V,I_c=15mA),发射极Gummel数G_B值已达1.4×10~(14)Scm~(-4).由S参数测得电流增益截止频率f_s=5.5GHz,最大振荡频率f_(max)=7.5GHz.在迄今有关Si/a-Si HBT的报道中,这是首次报道可工作于微波领域里的非晶硅发射极异质结晶体管.     

InP／InGaAsP异质结双极晶体管发射极条长及基区宽度的选择

本文以Ｅｂｅｒｓ－Ｍｏｌｌ模型为基础，对ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ异质结双极晶体管的高频小信号调制性能进行计算机辅助分析，研究了影响器件高频性能的几个主要模型参数，讨论了在一定的工作电流下，发射极条长及基区宽度对器件高频小信号调制性能的影响，给出了优化选择发射极条长及基区宽度的近似方法。     

全离子注入双极晶体管

本文讨论了用砷发射极和硼基极的全离子注入双极晶体管的制造技术。该技术能获得极为均匀的电参数分布,即在一个片子上的h_(FE)=113,而其标准偏差为1.3。此外,它还能获得宽范围的掺杂分布,因而可得到宽范围的器件性能。用非常简单的设计程序已经制出h_(FE)从20到大于5000,f_T从1.5到8.1千兆赫的晶体管。注入砷以获得优良的发射极,其特征如下: 1) 砷可被高浓度注入,其深边的尾垂很小,这对典型的晶体管基区之影响可忽略。 2) 由于它的扩散系数对浓度的依赖关系,使它在扩散之后形成一个非常陡峭的分布。 3) 当扩散离开注入区一短距离(～1000埃)时,可把高寿命的材料引进发射极之中,从而可制成高增益低漏电流的晶体管。当砷发射极与双峰硼注入基极相结合时,器件有源基区和无源基区的性质可实现精确的独立控制。这种独立控制对全注入双极晶体管器件参数有很大的选择余地。     

低噪声离子注入基区微波晶体管

研制了采用离子注入的改进的小信号双极微波晶体管。这种微波晶体管结构包含氧化隔离、砷掺杂发射极和离子注入基区。在8千兆赫下噪声系数达到了3.9分贝。研究了器件参数随注入剂量之变化,并用简化的模型说明其结果。评价了注入发射极和扩散发射极,发现它们给出类似的结果。     

AlGaAs/GaAs超薄基区负阻HBT的研制与模拟

利用化学湿法选择技术和监控电极技术设计并研制了一种新型台面结构超薄基区AlGaAs/GaAs负阻异质结双极晶体管,该器件具有独特且显著的电压控制型负阻特性,其峰谷比可高于120.通过器件模拟分析,解释了该器件产生负阻的原因,即不断增加的集电极电压致使超薄基区穿通,器件由双极管工作状态向体势垒管工作状态转化造成的.另外,模拟结果表明器件可能具有较高频率特性(fT约为60～80GHz).     

用简化的计算机分析研究双极晶体管的周界注入效应

用可变的周界区域逼近法,以及用园柱形近似把少数载流子电流表示为径向电流之和来研究双扩散双极晶体管自发射极周界向基区的注入效应。综合上述结果与有源基区(即发射极下面的部分)的结果,看到,通过引进周界基区中的电荷和电流,可改进h_(FE)和f_T随I_C变化关系的预测。所用方法的优点为:1)便于快速计算,2)把有源区和周界的基区分开,并提出一种依据制造数据设计器件时改进精度的好方法。     

Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管(HBT)和硅双极结晶体管(BJT)高频性能进行模拟比较的结果,其结构参数是为获得最高f_T≈f_(max)设计的。模拟研究表明,(1)Si/Si_(1-x)Ge_xHBT具有64GHz的峰值f_T(=f_(max)),它比Si BJT提高了16.4％;(2)发射极充电时间对高频性能有相当大的影响,即使电流密度高达80kAcm~(-2)时也是如此;(3)SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着f_T和f_(max)。研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值f_T=f_(max),据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％;(4)高频性能对集电极设计的依赖关系表明,要在f_T、f_(max)和BV_(CBO)间进行折衷处理;并且(5)通过降低发射区或基区掺杂浓度,可设计出f_T超过100GHz的Si_(1-x)Ge_xHBT。同样,通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻,可实现100GHz的f_(max)。