锗硅异质结双极晶体管空间辐射效应研究进展

异质结带隙渐变使锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)具有良好的温度特性,可承受-180~+200 ℃的极端温度,在空间极端环境领域具有诱人的应用前景。然而,SiGe HBT器件由于材料和工艺结构的新特征,其空间辐射效应表现出不同于体硅器件的复杂特征。本文详述了SiGe HBT的空间辐射效应研究现状,重点介绍了国产工艺SiGe HBT的单粒子效应、总剂量效应、低剂量率辐射损伤增强效应以及辐射协同效应的研究进展。研究表明,SiGe HBT作为双极晶体管的重要类型,普遍具有较好的抗总剂量和位移损伤效应的能力,但单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题。由于工艺的不同,国产SiGe HBT还表现出显著的低剂量率辐射损伤增强效应响应和辐射协同效应。     

硅锗基区异质结双极晶体管的研究进展

叙述了硅锗基区异质结双极晶体管的研究发展现状，分析了该晶体管的结构机理、特点及制造技术，并且阐述了该器件的发展前景。     

重离子成角度入射导致的锗硅异质结双极晶体管单粒子效应三维数值仿真

针对国产锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBTs),采用TCAD仿真,建立SiGe HBT单粒子效应三维损伤模型,研究重离子成角度入射SiGe HBT时单粒子效应电荷收集的关键因素。选择几个典型入射位置和不同入射角度进行数值仿真,通过分析器件结构和仿真结构来研究电荷收集机制。结果表明,无论是离子入射位置如何,只要离子径迹穿过器件的灵敏体积,就会引起大量电荷收集。电荷收集量不仅与离子径迹在SiGe HBT敏感体积内的长度有关,同时也受到浅槽隔离以及离子径迹和电极之间的距离的影响。此项工作对SiGe HBT空间实际应用,并进一步提出加固方案提供了理论依据。     

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I_avl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L_jcn、电子击穿电阻R_jcn、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A_em和V_g.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...     

SiGeBiCMOS线性器件脉冲激光单粒子瞬态效应研究

验证SiGe BiCMOS工艺线性器件的单粒子瞬态（Single Event Transient,SET）效应敏感性,选取典型运算放大器THS4304和稳压器TPS760进行了脉冲激光试验研究。试验中,通过能量逐渐逼近方法确定了其诱发SET效应的激光阈值能量,并通过逐点扫描的办法分析了器件内部单粒子效应敏感区域,并在此基础上分析了脉冲激光能量与SET脉冲的相互关系,获得了单粒子效应截面,为SiGe BiCMOS工艺器件在卫星电子系统的筛选应用以及抗辐射加固设计提供数据参考。     

一种抑制单粒子瞬态响应的SiGe HBT工艺加固技术仿真

基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,开展了无深槽NPN SiGe HBT工艺和器件仿真。模拟了带深P阱SiGe HBT的制备过程、常规电学特性和重离子单粒子效应。该器件与常规器件相比表现出更优的单粒子瞬态(SET)特性,在关态的SET响应峰值下降了80%,在最大特征频率工作点的SET响应峰值下降了27%,瞬态保持时间也大幅减小。使用深N阱和深P阱隔离同时抑制了集电区-衬底结的漂移载流子收集和衬底扩散载流子收集的过程,极大地提高了器件的SET性能。     

反熔丝型FPGA单粒子效应及加固技术研究

在当今复杂电磁环境和强干扰的条件下,航空和航天装备的信号处理器件的逻辑可能产生意外翻转而产生功能失效,甚至导致系统工作状态异常,因此器件的可靠性至关重要.反熔丝型FPGA（现场可编程门阵列）因其低功耗、高可靠性、高保密性等特点,广泛应用于航空航天的电子系统中.文章在介绍反熔丝型FPGA的基本结构的基础上,对反熔丝型FPGA单粒子效应（SEE）进行了详细分析,提出了相应的SEE加固设计措施及实现方法.通过重离子地面加速试验对加固设计方法进行验证,试验结果及分析表明,加固设计方法可以有效提高商用现货（COTS）反熔丝型FPGA的可靠性,可以为同类型的电子系统设计提供有价值的参考.     

宇航VDMOS器件单粒子辐射加固技术综述

宇航用功率VDMOS器件是航天器电源系统中实现功率转换的核心元器件之一。针对航天器对宇航用功率VDMOS器件的发展需求,在总结国内外宇航用功率VDMOS器件产品及技术发展现状的基础上,对比分析了宇航用功率VDMOS器件在技术水平、系列化程度、长期可靠性和系统应用等方面存在的主要差距。对我国宇航用功率VDMOS器件的主要任务进行了展望。     

关于中子辐射的单粒子翻转效应测试与加固研究

针对高能粒子入射半导体材料引发的辐射效应,从实验平台的设计对地面辐射试验进行了研究,通过对单粒子翻转效应的分析,制定评估方式,实验平台通过建立数据采集系统、数据分析系统,测试4种SRAM型的FPGA芯片在不同强度的中子辐照产生的影响,通过辐照试验?验证了试验方法、试验系统的有效性和可靠性。实验结果表明,在高强度的辐照下,单粒子翻转效应显著增多,需要采取防护措施及时修正,对FPGA芯片的使用及选型具有参考价值。     

纳米级CMOS集成电路的单粒子效应及其加固技术

空间应用的集成电路受到辐射效应的影响,会出现瞬态干扰、数据翻转、性能退化、功能失效甚至彻底毁坏等问题.随着器件特征尺寸进入到100nm以下（以下简称纳米级）,这些问题的多样性和复杂性进一步增加,单粒子效应成为集成电路在空间可靠性应用的主要问题,给集成电路的辐射效应评估和抗辐射加固带来了诸多挑战.本文以纳米级CMOS集成电路为研究对象,结合近年来国内外的主要技术进展,介绍研究团队在65nm集成电路单粒子效应和加固技术方面的研究成果,包括首次提出的单粒子时域测试和分析方法、单粒子多节点翻转加固方法和单粒子瞬态加固方法等.     

Development of Microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors

The microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors (HBT) were fabricated by the material grown with home-made high vacuum/rapid thermal processing chemical vapor deposition equipment. The HBTs show good performance and industrial use value. The current gain is beyond 100;the breakdown voltage BVceo is 3.3V,and the cut-off frequency is 12.5GHz which is measured in packaged form.     

Development of Microwave SiGe Heterojunction Bipolar Transistors

Si Ge material of great practical value can introduce the band-engineering conceptioninto the Si process.Itprovides another importantdevice with design option and can greatlyimprove the device performance.Now the best resultreported i...     

硅—锗异质合金及其在异质结双极晶体管中的应用

八十年代后期发展起来的硅-锗异质结构材料,得益于成熟的硅技术,正在取得令人鼓舞的成果。采用应变层外延技术,已经获得高质量的Ge_xSi_(1-x)/Si异质膜。这些材料已被应用于各种半导体器件的研究之中。异质结双极晶体管是硅-锗异质结构材料的一个典型应用领域。近期研究结果显示出硅-锗异质结双极晶体管(HBT)巨大的潜在优势和在超高频、超高速及低温应用领域的美好前景。本文考察了这种被称为第二代硅的新材料的生长技术及其在异质结双极晶体管中的应用,并简要介绍了国外在硅锗HBT研究方面的一些成果,展望了这种新型器件的发展前景。     

可见光LED的进展——超高亮度LED及应用(二)

可见光ＬＥＤ的进展——超高亮度ＬＥＤ及应用（二）张万生梁春广（电子工业部第十三研究所，石家庄，０５００５１）４超高亮度发光管的发展［９～１４］４．１ＩｎＧａＡｌＰＤＨＬＥＤ发光强度达到坎德拉级发光管的高亮度化一直是半导体材料和器件的前沿课题之一，超高...     

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.     

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１．５e１９ｃｍ－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．     

PNP和NPN型异质结双极晶体管的不同设计考虑

PNP和NPN高频异质结双极晶体管的设计有明显不同，这主要归因于砷化镓中电子与空穴的迁移率存在显著差别。这种差别在基区和子集电区外延层的设计中体现得尤为明显。文中详细讨论了PNP和NPN两种类型的异质结双极晶体管各自外延层的设计考虑。     

SiGe HBT的速度优化设计

从理论分析角度介绍了优化SiGe异质结晶体管速度的方法。结合双极晶体管的工艺限制，介绍了SiGeHBT的基本原理，讨论了SiGeHBT的发射区／基区／集电区设计。最后，以一个100GHzfmax和fT的HBT为例，对电路制作工艺参数进行了讨论。