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。

SiGe/Si异质结双极晶体管研究

介绍了一种 Si Ge/Si分子束外延异质结双极晶体管 ( HBT)的研制。该器件采用 3μm工艺制作 ,测量得其电流放大系数β为 50 ,截止效率 f T 为 5.1 GHz,表明器件的直流特性和交流特性良好。器件的单片成品率在 90 %以上。

SiGe/Si异质结双极晶体管

介绍了ＳｉＧｅ／Ｓｉ异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的特点、自对准ＨＢＴ、非自对准ＨＢＴ的结构以及通过低温热循环、ＳＰＯＴＥＬ、重硼掺杂等工艺使ｆＴ从２０ＧＨｚ增至１１０ＧＨｚ的方法。

基于锗硅异质结双极晶体管的低噪声放大器及其反模结构的单粒子瞬态数值仿真研究

针对锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)进行TCAD仿真建模,基于SiGe HBT器件模型搭建低噪放大器(LNA)电路,开展单粒子瞬态(SET)的混合仿真,研究SET脉冲随离子不同LET值、入射角度的变化规律.结果表明:随着入射离子LET值的增大,LNA端口的SET脉冲的幅值增大,振荡时间延长;随着离子入射角的增大,LNA端口的SET脉冲的幅值先增大后减小,振荡时间减小.使用反模(IM)共射共基结构(Cascode)降低LNA对单粒子效应的敏感度,验证了采用IM结构的LNA电路的相关射频性能.针对离子于共基极(CB)晶体管、共发射极(CE)晶体管两种位置入射进行SET实验.实验结果与本实验中的正向模式相比,IM Cascode结构的LNA电路的瞬态电流持续时间明显减少,并且峰值减小了66%及以上.

非掺杂型Si/SiGe异质结外延与表征

以自旋为编码单元的硅基半导体量子计算与传统微电子工艺兼容,易拓展且可以同位素纯化提高退相干时间,因而备受关注.本研究工作通过分子束外延生长了高质量非掺杂型Si/SiGe异质结并测试了二维电子气迁移率.球差电镜观察到原子级尖锐界面,原子力显微镜表征显示其表面均方根粗糙度仅为0.44 nm,低温下迁移率达到20.21×10^(4)cm^(2)·V^(–1)·s^(–1).不同栅压下载流子浓度和迁移率的幂指数为1.026,材料丁格比值在7—12之间,表明载流子主要受到背景杂质散射和半导体/氧化物的界面散射.

用气态源分子束外延生长法制备Si/SiGe/Sinpn异质结双极晶体管

用气态源分子束外延法制备了Ｓｉ／ＳｉＧｅ／Ｓｉｎｐｎ 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１．５×１０１９ｃｍ － 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异质结双极晶体管频率特性分析

在分析载流子输运和分布的基础上,建立了物理意义清晰的各时间常数模型.模型体现了时间常数与SiGe异质结双极晶体管结构参数及电流密度之间的关系,并且包含了基区扩展效应.同时对特征频率与上述参数之间的关系进行了模拟分析和讨论.

基于Darlington Cascode结构的SiGe异质结双极晶体管UWB低噪声放大器的设计

详细地分析了Cascode结构的线性度和3dB带宽，利用Cascode结构的高线性度和Darlington结构的高增益的优点构成了Darlington—Cascode结构，在此基础上，基于台积电TSMC0．35μm SiGe工艺，设计了一款芯片面积小的满足超宽带（UWB）标准的无电感SiGe异质结双晶体管（HBT）低噪声放大器（LNA）。该放大器利用电阻反馈结构替代了电感-电容（LC）匹配网络结构，实现了输入、输出阻抗匹配，未采用无源电感，节省了芯片面积，芯片面积仅为0．046mm2，并将Darlington—Cascode结构作为LNA的输出级，既提高了增益，又提高了线性度。LNA版图仿真结果表明，在UWB频带范围内，LNA的增益为19．5～20dB，增益平坦度为4-0．25dB；输入、输出匹配良好；线性度为-5- -2dBm；在整个频段内，无条件稳定。

SiGe异质结双极晶体管基区渡越时间分析

对SiGe异质结双极晶体管(HBT)的基区渡越时间进行了计算和分析,考虑了基区掺杂和Ge组分分布对本征载流子浓度和电子迁移率的影响,以及大电流密度下产生的感应基区(CIB)的渡越时间.结果表明,Ge组分为转折点X1/Wb≈0.12的矩形-三角形分布时,可得到最小的基区渡越时间;Ge分布对SiGe和Si的有效态密度之比的影响很小,但对迁移率的影响较大;基区掺杂为指数分布或高斯分布对基区渡越时间影响很小.

光辅助超高真空CVD系统制备SiGe异质结双极晶体管研究

介绍了采用紫外光化学汽相淀积 (UVCVD)、超高真空化学汽相淀积 (UHVCVD)和超低压化学汽相淀积 (ULPCVD)技术研制的化学汽相淀积 (CVD)工艺系统 ,简称U3 CVD系统 应用该系统 ,在 4 5 0℃低温和 10 - 7Pa超高真空环境下研制出了硅锗 (SiGe)材料和硅锗异质结双极晶体管 (SiGeHBT)材料 实验表明 。

Si-SiGe-Si异质结双极晶体管的数字模拟

报道了Si-SiGe-Si异质结双极晶体管的数字模拟结果。采用有限差分法解半导体器件的载流子输运方程,求出各点上的载流子浓度及其电位,由此可确定器件的直流特性。器件的发射区掺杂浓度为1.4×10^(17)cm^(-3),基区掺杂浓度为7×10^(18)cm^(-3),SiGe基区中Ge摩尔含量为0.31,模拟得到的最高电流增益为390。数字模拟得到的晶体管特性曲线与实验结果符合良好。

基于SiGe异质结的双极型晶体管设计

为了集成电路的低成本和高性能设计,文章通过设计SiGe异质结双极晶体管的结构和工艺,给出了微波无线通讯系统的集成方案,从而解决了现行Si器件在高频领域的噪声、速度和带宽问题,同时为CMOS的兼容性提供了技术保障。

900MHz SiGe异质结双极晶体管的功率特性

本文对用准泡发射区基区工艺制备的ＳｉＧｅ异质结双极晶体管进行了微波功率性能的研究．ＳｉＧｅＨＢＴ在偏置电压ＶＣＥ＝４Ｖ和偏置电流Ｉｃ＝３００ｍＡ时截止频率ｆＴ＝７．５ＧＨｚ．在共射结构Ｃ类工作状态下，ＳｉＧｅ异质结双极晶体管工作在９００ＭＨｚ时，连续波输出功率为５Ｗ，集电极转化效率为６３％，功率增益为７．４ｄＢ．

f_T为135GHz的平面结构SiGe异质结双极晶体管的研制

利用多晶硅发射极技术与分子束外延生长SiGe基区技术相结合 ,研制成适于集成的平面结构、发射结面积为 3μm× 8μm的SiGe异质结双极晶体管 (HBT)。室温下该晶体管的直流电流增益 β为 30到 50 ,基极开路下 ,收集极 发射极反向击穿电压BVCEO 为 5V ,晶体管的截止频率fT 为13 5GHz。

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fT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,fT提高了39.9%。

准泡发射区基区SiGe异质结双极晶体管

本文报道一种新开发的与Ｓｉ平面工艺兼容的准泡发射区基区工艺，以及由此工艺制备的适于大功率微波应用的ＳｉＧｅ异质结双极晶体管（ＨＢＴ）．ＳｉＧｅＨＢＴ的电流增益为５０，ＢＶＣＢＯ为２８Ｖ，ＢＶＥＢＯ为５Ｖ．在９００ＭＨｚ共射Ｃ类工作状态下，连续波输出功率５Ｗ，集电极转化效率６３％，功率增益７．４ｄＢ．

Si／SiGe／Si双异质结晶体管异质结势垒效应（HBE）研究

本文研究了不同温度下Ｓｉ／ＳｉＧｅ／Ｓｉ双异质结晶体管（ＤＨＢＴ）异质结势垒效应（ＨＢＥ），研究发现，集电结（ＢＣ）处价带能量差△Ｅｖ越大，ＨＢＥ越明显，在给定的△Ｅｖ下，随着温度的降低，ＨＢＥ越显著。在低温下ＨＢＥ比常温下更严重地退化器件参数；基于以上研究结果，我们指出了减弱ＨＢＥ的有效方法，本研究结果对设计开发Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ，尤其对设计开发低温工作的微波功率Ｓｉ／ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ是非常重要的。

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异质结微波功率晶体管

本文述评了SiGe异质结微波功率晶体管的特性、结构、工艺及研究进展。

多发射极Si/SiGe异质结晶体管

在硅衬底上外延生长一层Si_(1-x)Ge_x合金材料,它的带隙随组分x的增加而变窄,如果用Si_(1-x)Ge_x窄带材料作晶体管基区,利用硅作为集电极和发射极构成双极晶体管,就可以很容易实现器件的高频、高速、大功率。设计了一种以Si/Si_(1-x)Ge_x/Si为纵向结构,梳状10指发射区为横向结构的异质结晶体管,利用双台面工艺方法制造出具有如下参数的器件:电流增益β=26、V_(CB)=7V、I_(CM)≥180mA、f_T≤ 2GHz,实现了高频大功率,充分显示出Si/Si_(1-x)Ge_x材料的优越性。