Si/SiGe/Si HBT的直流特性和低频噪声

在对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺的研究基础上,研制成功低噪声Si/SiGe/Si HBT,测试和分析了它的直流特性和低频噪声特性,为具有更好的低噪声性能的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

与Si工艺兼容的Si/SiGe/Si HBT研究

我们对Si/SiGe/Si HBT及其Si兼容工艺进行了研究,在研究了一些关键的单项工艺的基础上,提出了五个高速Si/SiGe/Si HBT结构和一个低噪声Si/SiGe/Si HBT结构,并已研制成功台面结构Si/SiGe/Si HBT和低噪声Si/SiGe/Si HBT,为进一步高指标的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

f_T/f_(max)>230/290GHZ的超薄势垒InAlGaN/AlN/GaN HEMTs

<正>氮化镓(GaN)材料具有大的禁带宽度、高击穿场强、高电子迁移率和高电子饱和速度等优良特性,不仅在微波大功率器件领域有广泛的应用,而且在超高频器件领域具备独特优势。南京电子器件研究所采用高极化强度的超薄InAlGaN势垒层形成InAlGaN/AlN/GaN异质结构,实现了电流截止     

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。     

高频大功率SiGe/Si HBT的设计

详细地阐述了高频大功率SiGe/Si异质结双极晶体管(HBT)设计中的一些主要问题,主要包括器件的纵向设计中发射区、基区以及收集区中掺杂浓度、形貌分布、层厚的选择以及横向布局设计中的条宽、间隔的选择等.并对这些主要参数的选择给出了一些实用的建议.     

Si/SiGe/Si HBT频率特性的解析模型与模拟

用解析的方法模拟了T＝300K和77K时，fT和fmax与集电极电流密度Jc的关系，在大电流下考虑了异质结势垒效应的影响。模拟结果和用数值方法以及实验所得到的结果一致。同时，还建立了与之相应的Si／SiGeeb异质结和SiGe／Sibc异质结电容模型。     

GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

用GSMBE法生长了Si/SiGe/Si异质结构材料．采用双台面结构制造了SiGe/Si NPN异质结晶体管．在发射结条宽为4μm,面积为4μm×18μm的条件下,其共发射极直流放大倍数为75,截止频率为20GHz．给出了结构设计、材料生长和器件制作工艺．     

新型低温高增益SiGe／Si HBT的研究

分析了硅双极晶体管电流增益在低温下减少的原因，通过优化设计，研制出在液氮温度睛具有高增益的ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ，并分析了工作的机理。     

GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

用 GSMBE法生长了 Si/ Si Ge/ Si异质结构材料 .采用双台面结构制造了 Si Ge/ Si NPN异质结晶体管 .在发射结条宽为 4μm,面积为 4μm× 1 8μm的条件下 ,其共发射极直流放大倍数为 75,截止频率为 2 0 GHz.给出了结构设计、材料生长和器件制作工艺     

微区中MBE共度生长SiGe/Si异质结构的应变和退火效应

报道了在Si衬底上微米尺寸的介质膜窗口中,采用分子束外延技术共度生长的Si0.8Ge0.2薄膜的应变及其退火特性. 实验表明,微区生长材料的这些特性,与同一衬底上无边界约束条件下生长的材料相比,有明显的不同.微米尺寸窗口中生长的SiGe/Si材料的应变与窗口尺寸有关,也和窗口的掩膜中的内应力有关.实验还表明,边缘效应对于微区中共度生长的SiGe/Si材料的热稳定性也有显著的影响.在3μm×3μm窗口中共度生长的Si0.8Ge0.2/Si异质结构材料,在950℃高温退火30min后,它的应变弛豫不大于4%.远小于同一衬底上非微区生长材料的应变弛豫.文章还对微区生长材料的这些特性成因进行了探讨.     

低温SiGe/Si HBT的研制及性能分析

用MBE(分子束外延,Molecular Beam Epitaxy)生长的材料研制了在低温工作的SiGe/Si HBT(异质结双极型晶体管,Heterojunction Bipolar Transistor).其在液氮下的直流增益h_fe(I_c/I_b)为16000,交流增益β(ΔI_c/ΔI_b)为26000,分别比室温增益提高51和73倍.测试了该HBT直流特性从室温到液氮范围内随温度的变化,并作了分析讨论.解释了极低温度时性能随温度变化与理论值的差异.     

基于MBE的fmax为157GHz的SiGe HBT器件

在模拟集成电路的应用中，不仅注重器件fT，而且注重晶体管最高振荡频率（fmax）．文中以MBE生长的SiGe材料为基础，进行了提高SiGe HBT器件fmax的研究，研制出了fmax＝157GHz的SiGe HBT器件     

一种具有高电流增益的平面集成SiGe HBT

研制了一种平面集成多晶发射极SiGe HBT。经测量,在室温下电流增益β大于1 500,最大达到2 800,其Vceo为5 V,厄利(Early)电压VA大于10 V,βVA乘积达到15 000以上。这种器件对多晶硅发射极砷杂质浓度分布十分敏感。     

SiGe HBT和Si BJT的γ射线辐照效应比较

比较了经剂量为400 krad(Si)的Y射线辐照后SiGe HBT和Si BJT直流电学性能的变化.通常SiGe HBT辐照后的Ib增加,Ic下降,直流放大倍数变化很小;Si BJT辐照后的Ib增加,而Ic通常也增加,并且变化幅度很大,直流放大倍数明显下降,相同剂量下变化幅度比SiGe HBT约高一个量级.表明SiGe HBT比Si BJT有更好的抗辐照性能,并对辐照导致的电特性的变化原因进行了初步解释.     

BV_(CBO)为23V且f_T为7GHz30叉指微波功率SiGe HBT

在12 5 m m标准CMOS工艺线上,对标准CMOS工艺经过一些必要的改动后,研制出了多叉指功率Si GeHBT.该器件的BVCBO为2 3V .在较大IC范围内,电流增益均非常稳定.在直流工作点IC=4 0 m A ,VCE=8V测得f T为7GHz,表现出较大的电流处理能力.在B类连续波条件下,工作频率为3GHz时,测得输出功率为31d Bm,Gp 为10 d B,且PAE为33.3% .测试结果表明,单片成品率达到了85 % ,意味着该研究结果已达到产业化水平.     

基于MOCVD再生长n_+ GaN欧姆接触工艺f_T/f_(max)>150/210 GHz的AlGaN/GaN HFETs器件研究（英文）

基于SiC衬底AlGaN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了60 nm T型栅.由于器件尺寸的缩小,在Vgs=2 V下,器件最大饱和电流(Ids)达到2.0 A/mm,该值为AlGaN/GaN HFETs器件直流测试下的最高值,器件峰值跨导达到608 mS/mm.小信号测试表明,器件fT和fmax最高值分别达到152 GHz和219 GHz.     

77K下电流增益为2.6万的SiGe/Si HBT

通过优化设计SiGe/SiHBT的纵向参数,找到一种低温工艺方法,研制出了在液氮温度下电流增益达到26000的高增益异质结晶体管。