基区不均匀重掺杂对Si/SiGe/Si HBT基区渡越时间的影响

由于发射结（ＥＢ结）价带存在着能量差ΔＥｖ,电流增益β不再主要由发射区和基区杂质浓度比来决定,给ＨＢＴ设计带来了更大的自由度。为减小基区电阻和防止低温载流子冻析,可增加基区浓度。但基区重掺杂导致禁带变窄,禁带变窄的非均匀性产生的阻滞电场使基区渡越时间增加,退桦了频率特性,特别是在低温下更为严重。     

超薄基区SiGe HBT基区渡越时间能量传输模型

通过求解玻尔兹曼能量平衡方程，得出基区的电子温度分布，建立了考虑电子温度变化，适用于超薄基区SiGeHBT的基区渡越时间模型。该模型考虑了电子温度对迁移率的影响，基区重掺杂和Ge引起的禁带变窄效应及速度饱和效应。比较了用能量传模型与漂移扩散模型计算的截止频率，利用器件模拟软件ATLAS进行了模拟，结果与能量传输模型计算结果吻合。     

SiGe HBT基区渡越时间研究

对基于SiGe HBT基区本征载流子浓度和电子迁移率依赖于掺杂、基区Ge组分分布和速度饱和效应的基区渡越时间进行了研究。结果表明,相同Ge组分条件下,基区渡越时间bτ随WB由100 nm减薄到50 nm,降低了74.9%;相同WB,Ge组分为0.15比0.1 Ge组分的bτ减小了33.7%。该研究与其他文献的结果相吻合,可为SiGe HBT基区设计提供一定的理论指导。     

线性缓变SiGe HBT低温基区滚越时间的研究

提出了线性缓交ＳＩＧｅＨＢＴ的基区滚越时间τｂ的解析模型，基于该模型研究了基区渡越时问的低温行为。研究发现，τｂ随温度的降低而迅速减小，虽然大的基区Ｇｅ组份级变有利于τｂ的减少，但对小的基区缓变的ＨＢＴ，通过降低温度，也能使τｂ有较大的减小，改善其频率特性。     

集电极电流密度和基区渡越时间的解析模型

以小注入条件下的注入少子分布为初始值，本文依据送代法首次得到了适用于任意注入条件，基区从指数掺杂分布到均匀掺杂分布的集电极电流密度和基区渡越时间的解析表达式．三次选代的解析结果与数值迭代结果比较表明：在注入发射结电压ＶＢＥ≤１．０Ｖ的情况下，三次迭代形成的集电极电流密度和基区渡越时间的解析表达式有效．     

SiGe HBT大电流密度下的基区渡越时间模型

在考虑基区扩展效应及载流子浓度分布的基础上，建立了SiGe HBT的基区渡越时间模型。该模型既适合产生基区扩展的大电流密度，又适合未产生基区扩展的小电流密度。模拟分析结果表明，与Si BJT相比，SiGe HBT基区渡越时间显著减小，同时表明，载流子浓度分布对基区渡越时间有较大影响。     

基区重掺杂对SiGe HBT热学性能的影响

相对于同质结晶体管,异质结双极晶体管(HBT)由于异质结的存在,电流增益不再主要由发射区和基区掺杂浓度比来决定,因此可以通过增加基区掺杂浓度来降低基区电阻,提高频率响应,降低噪声系数,但基区掺杂浓度对器件热特性影响的研究却很少。以多指SiGeHBT的热电反馈模型为基础,利用自洽迭代法分析了基区重掺杂对器件集电极电流密度和发射极指温度的影响。通过研究发现,随着基区浓度的增加,SiGe HBT将发生禁带宽度变窄,基区反向注入发射区的空穴电流增大;同时,基区少子俄歇复合增强,这些都将减小集电极电流密度,降低发射极指温度,从而抑制发射极指热电正反馈,提高器件的热稳定性。     

全温区超薄基区SiGe HBT参数特性研究

分析了不同温度下超薄基区 Si Ge HBT中载流子温度及扩散系数随基区结构参数的变化 ,并给出了实验比较     

双外延基区BJT基区渡越时间的模型研究

The doping profile function of a double base epilayer is constructed according to drift-diffusion theory. Then an analytical model for the base transit time τb is developed assuming a small-level injection based on the characteristics of the 4H-SiC material and the principle of the 4H-SiC BJTs. The device is numerically simulated and validated based on two-dimensional simulation models. The results show that the built-in electric field generated by the double base epilayer configuration can accelerate the carriers when transiting the base region and reduce the base transit time. From the simulation results, the base transit time reaches a minimal value when the ratio of L2/L1 is about 2.     

GSMBE生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术

在特定温控下对掺杂气体分子的状态和活性进行控制 ,建立了一套具有自主知识产权的气源分子束外延工艺生长 Si Ge/Si材料的原位掺杂控制技术。采用该技术生长的 Si Ge/Si HBT外延材料 ,可将硼杂质较好地限制在 Si Ge合金基区内 ,并能有效地提高磷烷对 N型掺杂的浓度和外延硅层的生长速率 ,获得了理想 N、P型杂质分布的 Si Ge/Si HBT外延材料     

与Si 工艺兼容的Si/ SiGe/ Si HBT 研究

我们对Si/SiGe/Si HBT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Si/SiGe/Si HBT结构和一个低噪声Si/SiGe/Si HBT结构,并已研制成功台面结构Si/SiGe/Si HBT和低噪声Si/SiGe/Si HBT,为进一步高指标的Si/SiGe/Si HBT的研究建立了基础。     

Si/SiGe/SiHBT直流特性的可靠性

对单台面SiGeHBT在E-B结反偏应力下直流特性的可靠性进行了研究。研究结果表明,随应力时间的增加,开启电压增加,直流电流增益下降,特别是在低E-B正偏电压时下降明显;而交流电流增益退化缓慢。     

采用新结构与新工艺降低SiGe HBT基区串联电阻

采用新型调制掺杂量子阱基区结构和掩埋金属自对准工艺方法,在器件的纵向结构和制备手段上同时进行改进,使超薄基区小尺寸SiGeHBT的基区横向电阻和接触电阻分别降低42%和55%以上,有效解决了基区串联电阻的问题。     

SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型研究

根据器件实际工作情况,找出SOI器件与传统器件的不同,建立并研究了SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型。结果表明,模型与集电区掺杂浓度、集电结偏置电压、传输电流有关,电流的增加恶化了渡越时间,进一步恶化了器件性能。所建模型与仿真结果一致。SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型的建立和扩展为SOI BiCMOS工艺的核心参数,如特征频率的设计,提供了有价值的参考。     

SiGe BiCMOS工艺中HBT的关键制造工艺研究

研究了0.18μm SiGe BiCMOS中的核心器件SiGe HBT的关键制造工艺,包括集电极的形成、SiGe基区的淀积、发射极窗口的形成、发射极多晶的淀积、深孔刻蚀等,指出了这些制造工艺的难点和问题,提出了解决办法,并报导了解决相关难题的实验结果。     

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.     

Si-Ge异质结基区混合模式晶体管的提出和模拟

在常规混合模式晶体管的基础上提出一种新结构的器件—— Si- Ge异质结基区混合模式晶体管。由于基区采用禁带宽度较窄的 Si- Ge合金材料 ,引起空穴向发射区反注入势垒的提高 ,使 IB空穴电流减小 ,从而提高了注入效率 ;迁移率增高 ,从而提高特征频率。因而这种器件具有 β高、基区电阻低、基区渡越时间短等优点。通过器件模拟证实了该器件具有输出电流大、低温放大倍数极高、常温放大倍数较高、特征频率高等优点 ,是下一代 IC的发展方向     

应变Si/SiGe沟道功率UMOSFET的模拟分析

提出一种应变Si/SiGe UMOSFET结构,并与Si-UMOSFET器件的电流-电压特性进行比较;对SiGe区域在UMOSFET器件中的不同厚度值进行静态电学仿真。应变Si/SiGe异质结能够有效地提高沟道区载流子的迁移率,增大IDS,降低Vth及器件的Ron;且应变异质结与载流子有效传输沟道距离的大小,对器件的Vth、Isat、V(BR)DSS及电流-电压特性都有较大的影响。因此在满足击穿电压要求的基础上,应变Si/SiGe沟道异质结的UMOSFET相对Si-UMOSFET在I-V特性和Ron方面有较大的改进。