SBFL结构SiGe HBT器件的击穿特性研究

对高频SiGe HBT器件的击穿特性进行了研究。借助TCAD仿真工具,对超结结构引入器件集电区后的击穿特性进行了分析,提出了一种采用分裂浮空埋层结构(SBFL)的SiGe异质结器件。这种结构改善了器件的内部电场分布,电场分布由原来的单三角形分布变成双三角形分布。仿真结果表明,该器件结构的击穿电压由原有的3.6 V提高到5.4 V,提高了50%。     

超高压SiGe HBT器件结构及制作工艺研究

介绍了一种超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的器件结构及制作工艺。该器件增大了N型赝埋层到有源区的距离,采用厚帽层锗硅基区及低浓度发射区的制作工艺,以提高SiGe HBT的击穿电压;在基区和发射区之间利用快速热处理提高工艺稳定性,并使HBT的电流增益(β)恢复到原来水平,以弥补厚帽层锗硅基区及低发射区浓度造成的电流增益降低。基区断开时,发射区到集电区的击穿电压(BVCEO)提高至10V,晶体管特征频率达到20GHz。     

非外延集电区的超高压锗硅异质结双极晶体管

介绍了在0.18 μm逻辑工艺平台上全新设计的超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT),该器件改变了外延的一维纵向集电区,而采用了通过离子注入掺杂的“L形”二维集电区结构,集电区包括本征基区下方的纵向集电区和场氧底部横向集电区.该器件可在同一工艺中通过版图中横向集电区长度的变化实现不同的击穿电压,因此可制作超高压...     

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%。     

超结硅锗功率二极管电学特性的研究

超结SiGe功率开关二极管可以克服常规Si功率二极管存在的一些缺陷,如阻断电压增大的同时,正向导通压降也将增大,反向恢复时间也变长。该新型功率二极管有两个重要特点:一是由轻掺杂的p型柱和n型柱相互交替形成超结结构,代替传统功率二极管的n-基区;二是p+区采用很薄的应变SiGe材料。该器件可以同时实现高阻断电压、低正向压降和快速恢复的电学特性。与相同器件厚度的常规Si功率二极管相比较,反向阻断电压提高了42%,反向恢复时间缩短了40%,正向压降减小了约0.1V(正向电流密度为100A/cm2时)。应变SiGe层中Ge含量和器件的基区厚度是影响超结SiGe二极管电学特性的重要参数,详细分析了该材料参数和结构参数对正向导通特性、反向阻断特性和反向恢复特性的影响,为器件结构设计提供了实用的参考价值。     

新结构微波功率SiGe HBT的数值分析

提出一种新结构的微波功率SiGe异质结双极晶体管(SiGe HBT),该结构通过在传统SiGe HBT的外基区下的集电区中挖槽并填充SiO2的方法来改善器件的高频性能.将相同尺寸的新结构和传统结构的器件仿真结果进行比较,发现新结构器件的基区-集电区电容减少了55%,因而使器件的最大有效增益提高了大约2dB,其工作在低压(Vce=4.5V)和高压(Vce=28V)情况下的最高振荡频率分别提高了24%和10%.     

新结构微波功率SiGe HBT的数值分析

提出一种新结构的微波功率SiGe异质结双极晶体管(SiGe HBT)，该结构通过在传统SiGe HBT的外基区下的集电区中挖槽并填充SiO2的方法来改善器件的高频性能．将相同尺寸的新结构和传统结构的器件仿真结果进行比较，发现新结构器件的基区-集电区电容减少了55％，因而使器件的最大有效增益提高了大约2dB，其工作在低压(Vce=4．5V)和高压(Vce=28V)情况下的最高振荡频率分别提高了24％和10％．     

Ge组分对SiGe HBT直流特性的影响

制作了基区Ge组分分别为0.20和0.23的多发射极指数双台面结构SiGe异质结双极型晶体管(HBT)。实验结果表明,基区Ge组分的微小增加,引起了较大的基极复合电流,但减小了总的基极电流,提高了发射结的注入效率,电流增益成倍地提高。Ge组分从0.20增加到0.23,HBT的最大直流电流增益从60增加到158,提高了约2.6倍。     

SiGe异质结双极晶体管的基区优化

对应用于高频微波功率放大器的SiGe异质结双极晶体管(HBT)的基区进行了优化.研究发现,器件对基区Ge组分以及掺杂浓度十分敏感.采用重掺杂基区,适当提高Ge组分并形成合适的浓度分布,可以有效地改进SiGe HBT的直流特性,同时能够提高器件的特征频率.晶体管主要性能的提高使SiGe HBT技术在微波射频等高频电子领域得到更加广泛的应用.     

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.     

SiGe-HBT中雪崩击穿效应对电流电压特性的影响

本文报道了一个在较宽温度范围内能精确描述6H SiC JEFT性能(包括亚阈区)的器件模型，器件的电流电压特性由包含少数几个物理模型参数连续统一的解析表达式表述.该模型也包括了串联电阻效应、沟道中电子速度饱和效应、饱和区的有限输出电导、温度决定的模型参数等效应.载流子的计算考虑了SiC中杂质能级特点，采用两级电离模型，模拟了典型结构器件的高温特性，结果和实验符合很好.     

<Emphasis Type="Italic">f</Emphasis><Subscript>T</Subscript> × <Emphasis Type="Italic">BV</Emphasis><Subscript>cbo</Subscript> product modeling for SiGe:C HBTs

The specific aspects of SiGe:C HBT process and device simulation using TCAD are discussed. Cut-off frequency f _T and collector junction breakdown voltage BV _cbo dependences on carbon concentration in SiGe base area are investigated. The boron and carbon profiles in SiGe base are obtained to provide a trade-off between gain, cut-off frequency and break-down voltage. High values of f _T × BV _cbo product were achieved.     

Optimization of SiGe HBTs for operation at high current densities

A comprehensive investigation of the impact of Ge profile shape as well as the scaling of collector and base doping profiles on high-injection heterojunction barrier effects in SiGe HBTs has been conducted over the -73-85°C temperature range. The onset of Kirk effect at high current densities is shown to expose the Si/SiGe heterojunction in the collector-base space charge region, thereby inducing a conduction band barrier which negatively impacts the collector and base currents as well as the dynamic response, leading to a premature roll-off in both β and f_T. In light of this, careful profile optimization is critical for emerging SiGe HBT circuit applications, since they typically operate at high current densities to realize maximum performance. We first explore the experimental consequences and electrical signature of these barrier effects over the 200-358 K temperature range for a variety of Ge profiles from an advanced UHV/CVD SiGe HBT technology. We then use extensive simulations which were calibrated to measured results to explore the sensitivity of these barrier effects to both the Ge profile shape and collector profile design, and hence investigate the optimum profile design points as a function of vertical scaling     

SiGe HBT基区结构的优化对欧拉电压的影响

欧拉电压是SiGe HBT一项重要的直流参数,受到基区结构(如Ge组分)的影响。研究发现,高温过程会导致硼的外扩散,从而影响异质结的位置,使欧拉电压受到影响。实验发现,通过优化基区结构,加厚CB结处i-SiGe厚度,可获得VA=520 V,βVA=164,320 V的SiGe HBT。     

适合器件设计和电路模拟的SiGe基区HBT物理模型

提出了一个模拟ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件特性的物理模型。在基区部分考虑了发射结处的价带不连续、大注入效应、Ｇｅ组份变化及重掺杂效应引起的能带变化的影响；在集电区分析时考虑了基区推出效应、载流子速度饱和效应、电流引起的空间电荷区效应以及准饱和效应。在此基础上给出了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件的电流和电荷公式。同时开发了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ的直流瞬态模型和小信号模型。利用修改的ＳＰＩＣＥ程序模拟了实际ＳｉＧｅ基区     

Simulation of boron diffusion in Si and strained SiGe layers

Boron outdiffusion from the base into the emitter and collector caused by annealing in SiGe heterobipolar transistors (HBTs) has a serious influence on the transit frequency. One solution of the problem of boron outdiffusion is the creation of intrinsic spacers between the base, emitter and collector layers to prevent diffusion of boron across the heterointerface. For optimisation of SiGe HBT properties, several simulators are used. This paper presents a quantitative analysis of a SiGe HBT by process simulators SUPREM IV.GS and ISE TCAD-DIOS. Models for simulation of a boron-doped SiGe base of HBT are discussed and compared.