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.     

SiGe HBT的Mextram 504模型温度参数提取与模型改进

针对IMEC 0.13μm准自对准SiGe BiCMOS工艺制成的基区Ge组分二阶分布结构SiGe异质结双极晶体管,在25～125℃温度范围内,对其进行了包括Early电压,Gummel图形等在内的完整双极晶体管特性曲线测量,提取了该器件在25～125℃范围内的温度可变Mextram 504模型参数.在此基础上,为Mextram 504模型对0.13μm基区Ge组分二阶分布SiGe异质结双极晶体管探索了完整的模型提取方案.提出了对Mextram 504模型温度参数提取方法的改进,优化了提取流程.对SiGe异质结双极晶体管雪崩电流受温度影响的特性进行了讨论,为Mextram模型提出了雪崩外延层的有效厚度的温度变化经验公式和新的雪崩电流温度变化参数,提高了Mextram模型对不同温度下SiGe双极型晶体管进行模拟仿真的精确度.     

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。     

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%.     

兼容纵向PNP，纵向NPN双极型晶体管的2·0um集成电路制造工艺的研究

自从1960年第一块集成电路问世以来,集成电路工业飞速发展,不断遭遇新的要求和挑战。至今仍在应用的传统双极工艺,能够同时提供纵向NPN晶体管和横向PNP晶体管,在实际应用过程中,在遇到要求高输出电流,大驱动能力的电路时,横向PNP晶体管的性能成为电路设计的瓶颈。研究表明在传统的双极工艺中,由于基区浓度由外延本身决定,因此掺杂浓度相对较低。同时横向结构决定了基区的宽度相对于纵向结构而言,大大的增加。因此导致了PNP双极晶体管的输出性能差强人意。基于上述分析,在对传统的结构进行修改之后,以增加工艺复杂性为代价,在保证原有结构的情况下,能够得到性能令人满意的纵向PNP晶体管。增加一个BLN2层次,以满足纵向PNP晶体管对于隔离的要求,增加NB层次,从而得到掺杂浓度远高于外延层的纵向PNP晶体管的基区。从而避免了横向PNP晶体管的缺陷。主要结论为：通过合理地安排工艺步骤,能够在对原有结构不产生影响的情况下,得到性能令人满意的纵向PNP晶体管。相比于原有的横向PNP晶体管,输出特性得到极大改善。     

SiGe HBT的Mextram 504模型温度参数提取与模型改进

针对IMEC0．13μm准自对准SiGe BiCMOS工艺制成的基区Ge组分二阶分布结构SiGe异质结双极晶体管,在25～125℃温度范围内,对其进行了包括Early电压,Gummel图形等在内的完整双极晶体管特性曲线测量,提取了该器件在25～125℃范围内的温度可变Mextram 504模型参数．在此基础上,为Mextram 504模型对0．13μm基区Ge组分二阶分布SiGe异质结双极晶体管探索了完整的模型提取方案．提出了对Mextram 504模型温度参数提取方法的改进,优化了提取流程．对SiGe异质结双极晶体管雪崩电流受温度影响的特性进行了讨论,为Mextram模型提出了雪崩外延层的有效厚度的温度变化经验公式和新的雪崩电流温度变化参数,提高了Mextram模型对不同温度下SiGe双极型晶体管进行模拟仿真的精确度．     

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％．     

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。     

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。