异质结双极晶体管

摘要： 为了验证电路的可靠性,对InP异质结双极晶体管的微波特性进行了基于蒙特卡洛方法的波动分析。器件微波特性的波动程度不同,波动范围越大说明对本征参数的提取精度要求越高,可以通过输出特性推断测量可允许的精度范围。微波特性由模型S参数、电流增益截止频率和最大振荡频率组成,根据π型拓扑结构小信号模型本征参数的不确定度曲线,可以导出蒙特卡洛数值分析所需的标准差。蒙特卡洛分析结果表明,在不同的频率不同的偏置条件下,对测量参数准确性的要求差异较大,验证了电路在不同情况下的可靠性。

摘要： 锑化物异质结晶体管是新型的高速低功率电子器件,航天上具有良好的应用前景,但是对其耐辐照能力的研究并不深入.本文利用低频噪声和霍尔效应首次研究了分子束外延生长的锑基异质结晶体管在1.95×10-1 Gy·s-1和1.50×10-2 Gy·s-1低剂量率下的γ辐照效应.结果显示,在300 Gy(Si)～1500 Gy(Si)总吸收剂量范围内,表征缺陷浓度的噪声功率谱密度较之辐照前变小,辐照前后噪声功率谱密度差值随着吸收剂量的增大而缓慢增大,噪声功率谱密度、载流子迁移率和载流子浓度在不同的吸收剂量率之间没有明显差异.上述结果表明γ辐照下锑基异质结晶体管未表现出明显低剂量率损伤增强效应,虽然存在微弱的总剂量效应,但是总体而言γ辐射使得锑基异质结晶体管性能变得更为优良,其载流子迁移率较之辐照前增大了1.35％～6.48％,载流子浓度较之辐照前增大了1.43％～6.88％.

摘要： 为获得高频信号源,采用0.13μm的锗硅双极结型晶体管和互补金属氧化物半导体工艺设计并实现了一种高效率和高基频抑制的52 GHz平衡式二倍频器.二倍频器采用了差分共射-共基结构,且在输入端采用了一个单端转差分的巴伦,并利用二次谐波反射器减小反馈到输入的二次谐波对输出信号的影响,有效地提高了二次谐波输出功率.探针台测试结果表明,巴伦在20～26.5 GHz范围内的插入损耗约为1dB,且当二倍频器输入26 GHz信号,功率为0.5 dBm时,输出的52 GHz信号功率达到2.3 dBm,相应的基频抑制达到34 dBc,直流功耗约为21.8 mW,相应的功率附加效率为2.5％.这种二倍频器在达到高输出功率和高基波抑制的同时保持了较低的功耗.

摘要： 采用分子束外延法成功制备出非理想因子近似为1的台面型SiGe HBT,测量了正常尺寸和大尺寸两种晶体管的Gummel曲线和交流曲线,并测出其截止频率.运用物理公式变换法对Gummel图进行参数提取,包括非理想因子,集电极和基极串联电阻,集电极和基极反向饱和电流等,其中基极反向饱和电流包括扩散项和复合项两部分.将参数提取结果与资料上的理论值进行了比较,结果基本一致,验证了提参结果的正确性,同时发现扩散电流项与面积成正比,而复合电流项与周长成正比.比较了不同尺寸SiGe HBT的参数提取技术,对大尺寸器件提取出IBO1和I'B01两个值,并给出了现象的相关解释.

摘要： 介绍了一种可以用于频率高达110 GHz的InP基HBT小信号模型模型参数提取方法,并且在所提出的模型中考虑了基极馈线的趋肤效应.该方法将直接提取和优化技术相结合,将本征参数描述为寄生电阻的系列函数进行后续优化.实验结果表明在2～110 GHz频率范围内S参数吻合很好.%An approach for determination of small-signal equivalent circuit model elements for InP HBT is presented in this paper.The skin effect of the feedlines is taken into account in the proposed model.This method combines the analytical approach and empirical optimization procedure.The intrinsic elements determined by a conventional analytical parameter transformation technique are described as function of extrinsic resistances.An excellent fit between measured and simulated S-parameters in the frequency range of 2 ～ 110 GHz is obtained for InP HBT.

摘要： 基于0.7 μm、ft=280 GHz的InP HBT工艺设计了一种双开关宽带超高速采样保持电路.芯片面积1.5 mm×1.8 mm,总功耗小于2.1W.仿真结果表明,电路可以在5 GS/s采样速率下正常工作.当采样速率分别为5 GS/s和1 GS/s时,在输入信号功率为4 dBm的情况下,采样带宽分别为16 GHz和20 GHz;在输入信号功率为4 dBm且其频率小于5 GHz的情况下,电路的SFDR分别不低于43 dBc和50 dBc.

摘要： SiGe（硅锗合金）BiCMOS工艺集成技术，是在制造电路结构中的双极晶体管时，在硅基区材料中加入一定含量的锗，形成应变硅异质结构晶体管，以改善双极晶体管特性的一种硅基工艺集成技术。对硅锗合金BiCMOS工艺的核心器件——锗硅异质结双极晶体管SiGe HBT的关键工艺模块，包括收集区、基区、发射区和深槽隔离的器件结构与制作工艺进行了研究与探讨。对常用的3种SiGe BiCMOS工艺集成技术BBGate工艺、BAGate工艺和BDGate工艺，进行了工艺集成技术难点与关键工艺方面的研究，并比较了各种工艺流程的优缺点及其适用范围。%SiGe HBT, the essential device of SiGe BiCMOS technology, is introduced. The process modules of the formation of Collector, Base and Emitter of the SiGe HBT are introduced. Also 3 types of process flow, BBGate, BAGate, BDGate, applied in different SiGe BiCMOS technology nodes, are discussed. The paper reviews the process development and integration methodology, presents the device characteristics, and shows how the development and device selection were geared toward usage in mixed-signal IC development.

摘要： 采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一种应用于C波段相控阵雷达T/R组件的单片全集成射频功率放大器(RFPA).该放大器采用单级单端Cascode结构,工作于AB类,实现了包括偏置电路和匹配电路在内的片上全集成.芯片总面积为1.4mm×0.8mm(包括Pad).测试结果显示,在4~6GHz范围内,PA的小信号增益S21大于18dB,输入回波损耗S11小于-10dB.在5GHz中心频率下,PA的输出1dB压缩点为18.6dBm,功率附加效率为26%.最大输出功率为23.8dBm,最大功率附加效率为39.2%.设计的单级功放实现了较高的增益和效率.

摘要： A novel SiGeC heterojunction bipolar transistor (HTB) with super junction is presented. The effects of SiGeC base and super junction on device performance are analyzed in detail, and current transport mechanism of novel device is studied. Based on SiGeC/Si heterojunction technology, the high frequency characteristic of the novel device can be excellent. The breakdown voltage of device is improved greatly, because of two-dimensional direction of the electric field distribution in the collector region. The results show that the breakdown voltage of SiGeC HBT with super junction is increased by 48.8%, compared with that without super junction. More importantly, the introduction of super junction changes neither the high current gain nor the high frequency characteristics of SiGeC HBT. Compared with the Si bipolar transistor (BJT) with the same parameters, the novel device has a current gain that increases 10.7 times, and its cutoff frequency and maximum oscillation frequency are also improved greatly. A good trade-off is achieved among high current gain, high frequency and high breakdown voltage, in the novel SiGeC HBT with super junction. The layers and width of column region are designed to be optimal. With the increase in the number of column region layers, the breakdown voltage of the novel device is increased significantly, the current gain is improved somewhat, and the cutoff frequency and maximum oscillation frequency are reduced slightly. Taken together, the pnpn four-layer structure of super junction region is reasonable.%提出一种超结硅锗碳异质结双极晶体管(SiGeC HBT)新结构.详细分析了新结构中SiGeC基区和超结结构的引入对器件性能的影响，并对其电流输运机制进行研究.基于SiGeC/Si异质结技术，新结构器件的高频特性优良；同时超结结构的存在，在集电区内部水平方向和垂直方向都建立了电场，二维方向上的电场分布相互作用大大提高了新结构器件的耐压能力.结果表明：超结SiGeC HBT与普通结构SiGeC HBT相比，击穿电压提高了48.8%；更重要的是SiGeC HBT 器件中超结结构的引入，不会改变器件高电流增益、高频率特性的优点；新结构器件与相同结构参数的Si 双极晶体管相比，电流增益提高了10.7倍，截止频率和最高震荡频率也得到了大幅度改善，很好地实现了高电流增益、高频率特性和高击穿电压三者之间的折中.对超结区域的柱区层数和宽度进行优化设计，随着柱区层数的增多，击穿电压显著增大，电流增益有所提高，截止频率和最高震荡频率减低，但幅度很小.综合考虑认为超结区域采用pnpn四层结构是合理的.

摘要： 倍频程宽带功率放大器是宽带射频前端的关键部件,在无线电通信、雷达、电子对抗设备中有着广泛的用途.在对晶体管进行分析的基础上,选择InGaPGaAs异质结双极晶体管TQP7M9105,该晶体管是高线性、高增益的输出功率1W的驱动级功率放大器.设计带宽为400MHz-800MHz,在电路设计中采用新的负载牵引、源牵引仿真方法,在输入激励为12dBm条件下,设计带宽内增益达到19dB,带内波动±1dB,实验结果和仿真结果非常吻合.

摘要： 本文提出了一种直接提取异质结双极晶体管小信号模型参数的新方法,并且成功地应用到InGaAs/InP异质结双极晶体管的小信号模型参数提取中。该方法采用层层剥离的技巧,运用电路网络理论以及S,Y,Z参数之间的关系,分别对HBT小信号模型的寄生参数和本征元件参数进行提取。建立了一套直观的直接提取模型参数的新方法,该方法无需引入数学优化,具有清晰的物理意义,提取的结果在很宽的频率范围内准确地拟合了器件特性,验证了模型的准确性与提取方法的有效性。

摘要： 介绍了一种增加N型赝埋层到有源区距离的超高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)器件结构及制作工艺.该制作工艺采用厚帽层锗硅基区及低发射区浓度，以提高SiGe HBT击穿电压;在基区和发射区之间利用快速热处理提高工艺稳定性，并使HBT的电流增益(β)恢复到原来水平，以弥补厚帽层锗硅基区及低发射区浓度对β造成的降低.基区断开时，发射区到集电区的击穿电压(BVCEO提高至10V，特征频率达20GHz.

摘要： 介绍了一种集成SOI CMOS的纵向异质结双极晶体管(HBT)制作方法。由于采用新颖的全耗尽集电区结构，从而可以在薄的SOI硅膜上实现HBT和MOS器件结构和工艺的兼容，为高性能集成电路制造提供了新的解决方案。

摘要： 在充分考虑到自加热和热耦合效应所导致的各发射极指上沿指长方向温度分布不均匀的基础上，建立了可精确模拟多指功率异质结双极晶体管(HBT)三维温度分布的热分析模型。并以6指功率HBT为例，利用该模型对具有不同衬底厚度和发射区面积的器件的三维温度分布进行了模拟和比较。分析表明，当发射区面积远小于整个芯片面积时，由于热主要聚集在各发射极指附近，减小衬底厚度对器件热特性的改善能力有限；然而对于发射区面积较大的器件，热将传导到整个芯片，此时器件热特性会随衬底厚度的减小而得到显著改善。

摘要： Si1-x-yGexCy是继Si和GaAs之后的又一重要的半导体材料。由于Si1-x-yGexCy具有优于纯Si材料的良好特性，工艺和制程又可与Si工艺兼容，采用Si1-x-yGexC及其Si1-x-yGexCy/Si异质结所制作出来的器件如异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistor, HBT),其电性能几乎可达到GaAs等化合物半导体制作的同类器件的水平,而且在成本上可以超越GaAs HBT。因此Si1-x-yGexCy可能是未来微电子发展进程中必不可少、并起着关键作用的一项材料。本文对Si1-x-yGexCy的生长工艺和材料特性进行了一些研究: 研究了利用减压外延的方法制备该薄膜的工艺参数之间的关系; 观察分析了该薄膜的特性对基片材料的依赖性; 并就该薄膜对硼扩散的抑制作用和该工艺对有源区与浅槽交界处的刻面的影响进行了研究和探讨。

摘要： 通过采用高频小信号Ⅱ型等效模型，研究了电路元件参数对异质结双极晶体管(HBT)高频特性的影响。理论探讨了HBT的频率特性，并对实验室制备的InP基HBT外延片结构进行了频率特性分析。通过PSPICE软件，进行了HBT高频小信号等效电路模型和光接收机前端跨阻放大电路的设计和模拟仿真，达到了优化频率特性的目的。基于偏压、跨阻和负载三个因素对HBT。的增益与带宽变化特性的影响，提出了改善频率特性的方案。依据具体情况选择可以更好地满足实际中对增益和带宽的需求。

摘要： 成功研制出具有非均匀发射极条间距结构的多发射极功率SiGe异质结双极晶体管(HBT),用以改善功率器件热稳定性。实验结果表明,在相同的工作条件下,与传统的均匀发射极条间距结构HBT相比,非均匀发射极条间距结构HBT的峰值结温降低了15.87K。对于同一个非均匀发射极条间距结构SiGe HBT,在不同偏置条件下均能显著改善有源区温度分布。随着偏置电流I的增加,非均匀发射极条间距结构SiGe HBT改善峰值结温的能力更为明显。由于峰值结温的降低以及有源区温度分布非均匀性的改善,非均匀发射极条间距功率SiGe HBT可以工作在更高的偏置条件下,具有更高的功率处理能力。

摘要： 本文对用于北斗卫星导航系统高效率功率放大器芯片YP163137的功能进行了分析和介绍,该功率放大器应用三级放大器模块,由线性信号放大模块,增益模块和功率输出模块组成.由于该芯片采用2μm的InGaP/GaAs HBT技术,工作在较低的偏置电流下,所以能降低直流损耗,从而大幅度提高放大器效率.该功率放大器在输入CW测试信号,当偏置电流为40mA的时候,提供了31dB的典型增益,1dB压缩点的输出功率为37dBm,效率可达到45％.

摘要： 本文对用于北斗卫星导航系统高效率功率放大器芯片YP163137的功能进行了分析和介绍,该功率放大器应用三级放大器模块,由线性信号放大模块,增益模块和功率输出模块组成.由于该芯片采用2μm的InGaP/GaAs HBT技术,工作在较低的偏置电流下,所以能降低直流损耗,从而大幅度提高放大器效率.该功率放大器在输入CW测试信号,当偏置电流为40mA的时候,提供了31dB的典型增益,1dB压缩点的输出功率为37dBm,效率可达到45％.

摘要： 本文对用于北斗卫星导航系统高效率功率放大器芯片YP163137的功能进行了分析和介绍,该功率放大器应用三级放大器模块,由线性信号放大模块,增益模块和功率输出模块组成.由于该芯片采用2μm的InGaP/GaAs HBT技术,工作在较低的偏置电流下,所以能降低直流损耗,从而大幅度提高放大器效率.该功率放大器在输入CW测试信号,当偏置电流为40mA的时候,提供了31dB的典型增益,1dB压缩点的输出功率为37dBm,效率可达到45％.

摘要： 公开了一种制造异质结双极晶体管(100)的方法，所述异质结双极晶体管包括衬底(10)，所述衬底的上部区域包括以浅沟槽绝缘区(30)为边界的双极晶体管有源区(20)，所述有源区包括埋入的集电极区，该集电极区的深度延伸到超过浅沟槽绝缘区的深度，所述方法包括：在与有源区相邻的衬底中形成沟槽(44)，沟槽延伸通过浅沟槽绝缘区；用杂质(48，82)至少部分地填充沟槽；以及通过扩展杂质延伸到衬底中深度超过浅沟槽绝缘区的深度，来在衬底中形成集电极沉降。还公开了一种包括通过这种方法制造的异质结双极晶体管的IC。

摘要： 一种形成带抬高非本征基区的异质结双极晶体管的方法，包括如下步骤：在P型衬底上形成N+注入区以作为集电区；在所述衬底的表面形成异质外延层以作为本征基区；在所述本征基区上形成N+注入区域以作为发射区；在所述发射区的两侧形成多晶硅栅；在所述多晶硅栅上形成所述异质外延层以作为抬高的非本征基区。根据本发明的异质结双极晶体管形成方法中，在发射区两侧形成多晶硅栅，并且在所述多晶硅上之上，以形成抬高的非本征基区。并且，采用CMOS制程中常规的栅极掩模在发射极两侧形成多晶硅栅，因此，根据本发明的异质结双极晶体管形成方法可与现有的BiCMOS制程兼容，并且不需要额外的掩模，结构简单，成本较低。

摘要： 本申请公开了一种形成异质结双极晶体管的方法，包括：在单晶硅衬底表面上沉积包括多晶硅层和牺牲层的第一叠层；对所述第一叠层图案化以形成延伸到所述衬底的沟槽；沉积硅层；沉积硅-锗-碳层；从所述沟槽的侧壁选择性地去除所述硅-锗-碳层；沉积掺硼的硅-锗-碳层；沉积另外的硅-锗-碳层；沉积掺硼的另外的硅层；在所述沟槽的侧壁上形成电介质间隔物；用发射极材料填充所述沟槽；通过选择性地去除所述第一叠层的牺牲层，暴露出所述沟槽侧壁外部的多晶硅区；将硼杂质注入到所暴露的多晶硅区中以限定基极注入物；以及将所得到的结构暴露到热预算，用于对硼杂质进行退火。还公开了一种通过这种方法形成的异质结双极晶体管。

摘要： 公开了一种具有异质结双极晶体管和场效应晶体管的半导体器件。该半导体器件具有形成在同一衬底上方的异质结双极晶体管(HBT)和场效应晶体管(FET)提供改进的HBT特性和降低的HBT集电极电阻，并且还提供了FET栅极凹陷的满意蚀刻，以及FET中的低导通电阻。异质结双极晶体管(HBT)的子集电极层是多个半导体层的层压结构，而且集电极电极形成在从一个集电极层向外突出的部分上。在两个FET中，形成HBT的子集电极层的半导体层的半导体衬底侧上的至少一个半导体层还用作电容器层的至少一部分。HBT子集电极层的总膜厚度为500nm或以上；并且FET电容器层的总膜厚度在50和300nm之间。

摘要： 本发明公开了一种具有高热稳定性的超结应变Si/SiGe异质结双极晶体管。所述晶体管采用SiGe虚拟衬底结构，其上分别外延生长弛豫Si

摘要： 公开了一种制造异质结双极晶体管(100)的方法，所述异质结双极晶体管包括衬底(10)，所述衬底的上部区域包括以浅沟槽绝缘区(30)为边界的双极晶体管有源区(20)，所述有源区包括埋入的集电极区，该集电极区的深度延伸到超过浅沟槽绝缘区的深度，所述方法包括：在与有源区相邻的衬底中形成沟槽(44)，沟槽延伸通过浅沟槽绝缘区；用杂质(48，82)至少部分地填充沟槽；以及通过扩展杂质延伸到衬底中深度超过浅沟槽绝缘区的深度，来在衬底中形成集电极沉降。还公开了一种包括通过这种方法制造的异质结双极晶体管的IC。

摘要： 一种形成带抬高非本征基区的异质结双极晶体管的方法，包括如下步骤：在P型衬底上形成N+注入区以作为集电区；在所述衬底的表面形成异质外延层以作为本征基区；在所述本征基区上形成N+注入区域以作为发射区；在所述发射区的两侧形成多晶硅栅；在所述多晶硅栅上形成所述异质外延层以作为抬高的非本征基区。根据本发明的异质结双极晶体管形成方法中，在发射区两侧形成多晶硅栅，并且在所述多晶硅之上，以形成抬高的非本征基区。并且，采用CMOS制程中常规的栅极掩模在发射极两侧形成多晶硅栅，因此，根据本发明的异质结双极晶体管形成方法可与现有的BiCMOS制程兼容，并且不需要额外的掩模，结构简单，成本较低。

摘要： 本申请公开了一种形成异质结双极晶体管的方法，包括：在单晶硅衬底表面上沉积包括多晶硅层和牺牲层的第一叠层；对所述第一叠层图案化以形成延伸到所述衬底的沟槽；沉积硅层；沉积硅-锗-碳层；从所述沟槽的侧壁选择性地去除所述硅-锗-碳层；沉积掺硼的硅-锗-碳层；沉积另外的硅-锗-碳层；沉积掺硼的另外的硅层；在所述沟槽的侧壁上形成电介质间隔物；用发射极材料填充所述沟槽；通过选择性地去除所述第一叠层的牺牲层，暴露出所述沟槽侧壁外部的多晶硅区；将磞杂质注入到所暴露的多晶硅区中以限定基极注入物；以及将所得到的结构暴露到热预算，用于对磞杂质进行退火。还公开了一种通过这种方法形成的异质结双极晶体管。

摘要： 公开了一种具有异质结双极晶体管和场效应晶体管的半导体器件。该半导体器件具有形成在同一衬底上方的异质结双极晶体管(HBT)和场效应晶体管(FET)提供改进的HBT特性和降低的HBT集电极电阻，并且还提供了FET栅极凹陷的满意蚀刻，以及FET中的低导通电阻。异质结双极晶体管(HBT)的子集电极层是多个半导体层的层压结构，而且集电极电极形成在从一个集电极层向外突出的部分上。在两个FET中，形成HBT的子集电极层的半导体层的半导体衬底侧上的至少一个半导体层还用作电容器层的至少一部分。HBT子集电极层的总膜厚度为500nm或以上；并且FET电容器层的总膜厚度在50和300nm之间。

摘要： 本发明公开了一种具有高热稳定性的超结应变Si/SiGe异质结双极晶体管。所述晶体管采用SiGe虚拟衬底结构，其上分别外延生长弛豫Si