锗硅异质结双极型晶体管RF雪崩效应Mextram模型研究

传统Mextram模型基于雪崩倍增电流源Iavl来描述硅锗异质结双极晶体管的雪崩倍增效应,忽略了射频条件下因雪崩倍增相位延迟以及载流子传输时间延迟带来的集电结电感延迟问题.对硅锗异质结双极晶体管的雪崩倍增效应进行了研究,解释了导致器件集电结中出现电感延迟的物理机制.提出采用击穿电感和电阻分别表征器件的(Radio Frequency,RF)电感延迟特性和雪崩倍增载流子的贡献,建立考虑RF雪崩倍增效应的电感击穿等效电路模型,并嵌入到Mextram 505.00模型中.基于S参数来描述改进模型的验证结果,与传统模型相比,改进模型在应用频率小于35 GHz条件下,显著改善了硅锗异质结双极晶体管的增益和输出阻抗的精度,且不会对器件模型的直流特性拟合精度产生负面影响.同时从改进模型的电子击穿电感Ljcn、电子击穿电阻Rjcn、输出曲线、增益参数和输出阻抗中提取等效电路模型的敏感参数Aem和Vg.结果表明,基于RF电感击穿等效电路的Mextram 505.00改进模型可以更精确地预测射频条件下雪崩倍增效应发生时硅锗异质结双极晶体管的器件性能.

SiGe HBT MEXTRAM模型参数的直接提取

提出了一种锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)MEXTRAM集约模型参数的直接提取方法。该方法通过有效地区分各种器件物理效应对器件性能的影响,无需电路仿真器,就能够提取器件的模型参数,简便实用。通过提取实验制备的SiGe HBT器件的整套MEXTRAM模型参数,仿真曲线与测试数据吻合良好,证实了该方法的精确性和有效性。

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．