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。     

SiGe/Si HBT低频噪声特性研究

对Si/Si1-xGexHBT的低频噪声进行了模拟。频率、基极电流、集电极电流、发射极几何尺寸(面积、条长)、Ge组份x、温度等诸多因素都对低频噪声有影响。模拟结果表明,Si/SiGeHBT具有优异的低频噪声特性。     

SiGe HBT器件特征参数的数值模拟与分析

分别在不同基极掺杂浓度、集电极掺杂浓度、发射极掺杂浓度和不同Ge组分含量的情况下,运用半导体器件模拟软件-MEDICI,对SiGe HBT器件的直流特性和频率特性进行了数值模拟,得出了SiGe HBT器件的集电极电流IC、基极电流IB、电流增益β和截止频率fT变化的初步规律.     

SiGe HBT发射极延迟时间模型

在对SiGe HBT（异质结双极晶体管）载流子输运的研究基础上,建立了包括基区扩展效应SiGe HBT发射极延迟时间τe模型．发射极延迟时间与发射结势垒电容和集电结势垒电容密切相关．在正偏情况下,通常采用的势垒区耗尽层近似不再适用,此时需要考虑可动载流子的影响．本文重点分析了电流密度及发射结面积等参数对SiGe HBT发射极延迟时间的影响．     

微波低噪声SiGe HBT的研制

利用3μm工艺条件制得SiGeHBT(HeterojunctionBipolarTransistor),器件的特征频率达到8GHz.600MHz工作频率下的最小噪声系数为1.04dB,相关功率增益为12.6dB,1GHz工作频率下的最小噪声系数为1.9dB,相关功率增益为9dB,器件在微波无线通信领域具有很大的应用前景     

超薄基区SiGe HBT电流传输模型

从玻尔兹曼方程出发,分析了ＳｉＧｅＨＢＴ超薄基区中载流子温度,扩散系数等参量的变化,建立了不同于常规基区宽度的新的超薄基区ＳｉＧｅＨＢＴ电流传输模型．     

SiGe HBT发射极延迟时间模型

在对SiGe HBT(异质结双极晶体管)载流子输运的研究基础上,建立了包括基区扩展效应SiGe HBT发射极延迟时间τe模型.发射极延迟时间与发射结势垒电容和集电结势垒电容密切相关.在正偏情况下,通常采用的势垒区耗尽层近似不再适用,此时需要考虑可动载流子的影响.本文重点分析了电流密度及发射结面积等参数对SiGe HBT发射极延迟时间的影响.     

超薄基区SiGe HBT电流传输模型

从玻尔兹曼方程出发,分析了SiGe HBT超薄基区中载流子温度,扩散系数等参量的变化,建立了不同于常规基区宽度的新的超薄基区SiGe HBT电流传输模型。     

多发射极指分段结构功率SiGe HBT的热分析

提出了一种有效的方法—采用多发射极指分段结构来增强功率SiGe HBT的热稳定性。为了对分段结构进行精确的热分析,针对器件多层结构的特点,建立起适当的热模型,模型中充分考虑了各个部分的热阻。根据此热模型,使用有限元方法,对一个十指的分段结构功率SiGe HBT进行了热模拟。考虑到模拟的精确性及软件的功能限制,采用两步模拟法:衬底模拟和有源区模拟。通过模拟,得到了发射极指的三维温度分布。结果表明,分段结构功率HBT的最高结温和热阻都明显低于完整发射极指结构,新结构有效地提高了器件的热稳定性。     

SiGe/Si HBT高频噪声特性研究

基于器件Y参数,对Si/Si1-xGexHBT的高频噪声进行了模拟。Si/Si1-xGexHBT的高频最小噪声系数随Ge组份x的增加而减小。与Si BJT相比,Si/SiGe HBT具有优异的高频噪声特性。     

Si/SiGe异质结晶体管的参数提取与特性模拟

用实验测量和理论计算相结合的方法提取了Si/SiGe异质结晶体管的直流和高频参数,分别在PSPICE和MATLAB软件平台上模拟并分析了器件的直流和高频特性,模拟结果与实际测量的结果相吻合,表明本文的提取方法可行、参数提取结果有效.     

SiGe HBT小信号等效电路的参数直接提取

提出了一种求解硅锗异质结双极型晶体管(SiGe HBT)小信号等效电路模型的参数直接提取方法.整个提取过程使用由小信号等效电路推导出的一系列解析表达式,不使用任何数值优化方法.参数提取结果使用ADS软件仿真验证.结果表明,该方法简单易行,较为精确.     

基于HICUM模型的高速锗硅异质结双极性晶体管可缩放模型研究

针对高速锗硅异质结双极性晶体管,在基于HICUM模型的基础上,建立了HICUM可缩放模型,并且在ADS和Hspice中都得到了很好的应用.可缩放模型是基于不同的尺寸的器件而建立的,所有可缩放模型中的参数都是直接从不同尺寸器件的测量数据中取得的,并且通过比较直流、电压电容关系、截止频率和S参数的测量和仿真数据,可以看出拟合结果比较好,HICUM可缩放模型得到了很好的验证.     

SiGe HBT高频噪声等效模型研究

对硅锗异质结双极型晶体管（SiGe HBT）等效高频噪声模型进行了研究,在建模过程中,SiGe HBT的等效电路为小信号准静态等效电路,使用二端口网络噪声相关矩阵技术从实测噪声参数提取基极和发射极的散粒噪声,提取结果与几种散粒噪声模型进行对比分析,重点研究半经验模型建立过程,对半经验模型与常用的噪声模型使用CAD仿真验证,结果表明了半经验模型的有效性、更具准确性,该半经验模型能够用到不同工艺SiGe HBT的高频噪声模拟。     

SiGe HBT高频噪声特性研究

对SiGe HBT的高频噪声进行了模拟.频率f、载流子正向延迟时间τF、集电极电流等因素都对高频噪声有影响.当频率高于高频转角频率时,最小噪声系数NFmin随着频率的增大而线性增大,而不是与f2成正比关系,且NFmin随着集电极电流的增大先减小后增大.结果表明,噪声最小时的最佳偏置电流所对应的特征频率fT并不是最大特征频率,约为最大特征频率的50%.     

SiGe HBT射频噪声模型研究

对现代的双极型晶体管而言,载流子在基极和集电极的空间电荷区（CB SCR）传输延迟可比基极渡越时间,甚至要大于后者。为了更精确地表征了SiGe HBT的射频噪声性能,对van Vliet模型做了扩展,使其包含基极集电极空间电荷区的延迟效应。用2个与噪声相关的延迟时间对transport模型进行了扩展,使得在没有非准静态Y参数的情况下仍然可以对基极和集电极电流噪声进行精确建模。最后,在JC=12.2 mA/μm2,AE=0.12×18μm2条件下,分别对2种模型的基极和集电极噪声电流谱及其归一化相关系数做图并与计算得出的解析值相比较,验证了模型的有效性。     

用于微波功率器件的层级式片上功率合成技术

提出了一个包含版图分布参数和引线寄生参数在内的微波功率HBT的宏模型,建立了通过微波仿真进行器件结构优化的技术方法.基于以上模型和方法,较为全面地评估了实际器件中各寄生参数对器件输出功率的影响,继而提出了片上功率合成的层级式技术方案.数值计算指出,采用该方案,在相同版图面积并且器件的线性度等关键性指标得到保证的情况下,可有效地提高SiGe HBT的功率容量.