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。     

射频Si/SiGe/Si HBT的研究

在Si／SiGe／SiHBT与Si工艺兼容的研究基础上，对射频Si／SiGe／SiHBT的射频特性和制备工艺进行了研究，分析了与器件结构有关的关键参数寄生电容和寄生电阻与Si／SiGe/Si HBT的特征频率fT和最高振荡频率fmax的关系，成功地制备了fT为2．5CHz、fmax为2．3GHz的射频Si／SiGe／SiHBT，为具有更好的射频性能的Si／SiGe／Si HBT的研究建立了基础。     

SiGe／SiHBT及Si兼容工艺技术

本文对SiGe/SiHBT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SiGe/SiHBT结构和一个低噪声SiGe/SiHBT结构。并已初步研制成功台面结构SiGe／SiHBT和低噪声SiGe／SiHBT。为进一步高指标的SiGe／SiHBT的研究建立了基础。     

SiGe HBT技术及其在超高速光纤通信电路中的应用

超高速通信集成电路必须满足高速率、低成本、低功耗和低噪声等指标要求。因为本文介绍了SiGe HBT的一些重要特性，SiGe HBT和Si基工艺兼容，能有效的将CMOS电路集成到一起，具有和Si工艺一样的低成本，而性能指标却能和GaAs、InP等媲美,笔者用IBM公司0．5μm SiGe BiCMOS HBT工艺设计了一个10Gbit／s的光接收机限幅放大器。     

pnp型SiGe HBT的制备研究

从pnp型Si/SiGe HBT的能带结构出发，阐述pnp型Si/SiGe HBT的较大原理，采用MBE方法生长Si/Si1-xGex合金材料，并对Si/Si1-xGex合金材料的物理特性和异质结特性进行表征，在重庆固体电子研究所工艺线上，研制出了pnp型Si/SiGe HBT器件，器件参数为：Vcb0=9V,Vcc0=2.5V,Veb0=5V,β＝10。     

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。     

超高速Si/SiGe HBT

<正> 最近几年,美国IBM的T.J.Watson研究中心及美国的一些大学相继对新型半导体材料SiGe作了比较深入的研究工作,并且成功地制造出了Si/SiGe HBT。利用控制SiGe中Ge的百分含量可以产生带隙宽度各不相同的材料,随着Ge百分含量增大,缓变带隙宽度减小,在窄SiGe基区中可以形成强度约为20kV/cm的漂移电场。Ge材料中电子和空穴迁移率分别比Si材料中的电子和空穴迁移率大近三倍。研究表明,SiGe电子迁移率比较高,在室温和77K及1.4K下的测量值分别为1800cm~2/V·s9000cm~2/V·s和19000cm~2/V·s。预期SiGe材料性能的优点可促使现有的Si双极晶体管的速度提高,而且也能提高发射极的注入效率。IBM研究中心研制这种晶体管的B.S.Meyerson说:“酷似Si的Ge元素是制造这种速度快得惊人的晶体管的关键,但应控制Ge在Si原子层中的比例。”他认为,由此产生     

SiGe HBT与Si BJT的~(60)Co射线总剂量辐照效应比较

研究了国产结构参数近似的SiGe HBT与Si BJT在60Coγ射线辐照前和不同剂量辐照后性能的变化,并作了比较。辐照后集电极电流Ic变化很小,基极电流Ib明显增大,表明辐照后电流增益的下降主要是由于Ib的退化所导致。当辐照剂量达到10kGy(Si)时,SiGe HBT和Si BJT的最大电流增益分别下降为77%和55%,表明了SiGe HBT具有比Si BJT更好的抗γ射线辐照性能。对辐射损伤机理进行了探讨。     

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.     

Si/SiGe/Si双异质结晶体管(HBT)的负阻特性

同质结硅双极晶体管在共射极状态下工作中,在高集电极--发射极电压、大电流下,由于热电正反馈,容易发生热击穿,这限制了晶体管的安全工作区域.本文报道了在大电流下,由于热电负反馈,重掺杂基区Si/SiGe/HBT出现了负阻特性,并对这一现象进行了新的解释,认为这是由于大电流下耗散功率增加,基区俄歇复合导致电流增益随温度增加而减小的结果.这一现象有利于改善大电流下双极晶体管的抗烧毁能力,证明Si/SiGe/HBT适于大功率应用.     

SiGe/SiHBT异质界面与pn结界面的相对位移的影响

从模拟和实验两方面研究了SiGe/Si HBT发射结中pn结界面和SiGe/Si界面的相对位置对器件的电流增益和频率特性的影响.发现两界面偏离时器件性能会变差.尤其是当pn结位于SiGe/Si界面之前仅几十?就足以产生相当高的电子寄生势垒,严重恶化器件的性能.据此分析了基区B杂质的偏析和外扩对器件的影响以及SiGe/Si隔离层的作用.     

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。     

SiGe／Si HBT离子注入自对准的研究

介绍了离子注入技术自对准制作ＳｉＧｅ／ＳｉＨＢＴ的方法，分析了对器件特性的影响。     

SiGe/Si异质结构的x射线双晶衍射

通过x射线双晶衍射图形讨论了SiGe/SiHBT的电学特性与晶格结构的关系     

射频溅射SiO2在制造Si/SiGeHBT中的应用

介绍了射频溅射ＳｉＯ２的原理与工艺,对制造出的Ｓｉ／ＳｉＧｅＨＢＴ作了分析。     

SiGe/SiHBT发射结的寄生势垒及其对器件室温和低温特性的影响

研究了SiGe/Si HBT基区B杂质的偏析和外扩散对器件的影响.发现用MBE生长的Si Ge基区中,在材料生长时 B杂质的上述行为会严重破坏器件的室温电流增益并改变器件的低温性能.采用数值计算分析了B杂质的上述行为与在发射结产生的寄生势垒的关系,解释了器件温度特性的实验结果.并根据计算模拟和实验,讨论了SiGe隔离层的作用和优化的厚度     

Performance comparison of state-of-the-art heterojunction bipolar devices (HBT) based on AlGaAs/GaAs, Si/SiGe and InGaAs/InP

This paper presents a comprehensive comparison of three state-of-the-art heterojunction bipolar transistors (HBTs); the AlGaAs/GaAs HBT, the Si/SiGe HBT and the InGaAs/InP HBT. Our aim in this paper is to find the potentials and limitations of these devices and analyze them under common Figure of Merit (FOM) definitions as well as to make a meaningful comparison which is necessary for a technology choice especially in RF-circuit and system level applications such as power amplifier, low noise amplifier circuits and transceiver/receiver systems. Simulation of an HBT device with an HBT model instead of traditional BJT models is also presented for the AlGaAs/GaAs HBT. To the best of our knowledge, this work covers the most extensive FOM analysis for these devices such as I-V behavior, stability, power gain analysis, characteristic frequencies and minimum noise figure. DC and bias point simulations of the devices are performed using Agilent's ADS design tool and a comparison is given for a wide range of FOM specifications. Based on our literature survey and simulation results, we have concluded that GaAs based HBTs are suitable for high-power applications due to their high-breakdown voltages, SiGe based HBTs are promising for low noise applications due to their low noise figures and InP will be the choice if very high-data rates is of primary importance since InP based HBT transistors have superior material properties leading to Terahertz frequency operation.