BVCBO为23V且fT为7GHz 30叉指微波功率SiGe HBT

在125mm标准CMOS工艺线上,对标准CMOS工艺经过一些必要的改动后,研制出了多叉指功率SiGe HBT.该器件的BVCBO为23V.在较大IC范围内,电流增益均非常稳定.在直流工作点IC=40mA ,VCE=8V测得fT为7GHz,表现出较大的电流处理能力.在B类连续波条件下,工作频率为3GHz时,测得输出功率为31dBm,Gp为10dB,且PAE为33.3%.测试结果表明,单片成品率达到了85%,意味着该研究结果已达到产业化水平.     

fT为15GHz的SiGe/SiHBT

介绍了用分子束外延生长的特征频率fT为15GHz的SiGe/Si HBT,还给出了器件的制造方法及测量结果.     

改善SiGe HBT击穿电压特征频率优值的集电区优化设计

本文利用BVCES×fT代替BVCEO×fT来表征SiGe的击穿电压特征频率优值,其与SiGe HBT集电区设计更具有相关性且更具有实际意义。相比于传统通过减少集电区掺杂浓度来提高击穿电压特征频率优值,本文通过在集电极空间电荷区引入一组复合的N-和P 层来调节CB结附件的电场,降低碰撞电离率,能够在轻微损失特征频率的前提下,较大程度提高BVCES和BVCEO,进而提高了BVCES×fT和BVCEO×fT,突破了“Johnson Limit”。     

基区Ge组分分布对SiGe pnp HBT的影响

采用SiGe异质结结构提高pnp晶体管的性能,重点研究了Ge组分在基区的三角形分布对晶体管电流增益β和特征频率fτ的影响。三角形分布,又分为起点为零和不为零两种情况。同时为了消除集电结处SiGe异质结的价带势垒对空穴输运的影响,Ge组分向集电区延伸进一步提高了晶体管的性能。得到最大电流增益β可达150和特征频率fτ可达15GHz的pnp SiGe HBT,可以广泛地应用到通信、微波和射频领域。     

0.9GHz和2.4GHz 双频段 SiGe HBT 低噪声放大器的设计

This paper presents design and implementation of a dual-band LNA using a 0.35μm SiGe HBT process for 0.9 GHz GSM and 2.4 GHz WLAN applications.PCB layout parasitic effects have a vital effect on circuit performance and are accounted for using electro-magnetic（EM） simulation.Design considerations of noise decoupling, input/output impedance matching,and current reuse are described in detail.At 0.9/2.4 GHz,gain and noise figure are 13/16 dB and 4.2/3.9 dB,respectively.Both S₁₁ and S₂₂ are below -10 dB.Power dissipation is 40 mW at 3.5 V supply.     

SiGe HBT器件的可靠性技术

介绍了SiGe异质结双极晶体管的特点,对SiGe异质结双极晶体管的物理机理进行了讨论,进而分析了影响其可靠性的各种可能因素,总结了目前SiGe HBT可靠性加速寿命试验方法,并进行了比较。     

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     

异质结位置对缓变集电结SiGe HBT性能的影响

研究了npn型SiGe HBT集电结附近的异质结位置对器件性能的影响.采用Taurus-Medici 2D器件模拟软件,在渐变集电结SiGe HBT的杂质分布不变的情况下,模拟了各种异质结位置时的器件直流增益特性和频率特性.同时比较了处于不同集电结偏压下的直流增益和截止频率.分析发现即使没有出现导带势垒,器件的直流和高频特性仍受SiGe层中性基区边界位置的影响.模拟结果对SiGe HBT的设计和分析都具有实际意义.     

异质结位置对缓变集电结SiGe HBT性能的影响

研究了npn型SiGe HBT集电结附近的异质结位置对器件性能的影响.采用Taurus-Medici 2D器件模拟软件,在渐变集电结SiGe HBT的杂质分布不变的情况下,模拟了各种异质结位置时的器件直流增益特性和频率特性.同时比较了处于不同集电结偏压下的直流增益和截止频率.分析发现即使没有出现导带势垒,器件的直流和高频特性仍受SiGe层中性基区边界位置的影响.模拟结果对SiGe HBT的设计和分析都具有实际意义.     

微波功率SiGe HBT的温度特性

通过研究SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的温度特性,发现SiGe HBT的发射结正向电压随温度的变化率小于同质结Si双极型晶体管(BJT).在提高器件或电路热稳定性时,SiGe HBT可以使用比Si BJT更小的镇流电阻.同时SiGe HBT共发射级输出特性曲线在高电压大电流下具有负阻特性,而负阻效应的存在可以有效地抑制器件的热不稳定性效应,从而在温度特性方面证明了SiGe HBT更适合于微波功率器件.     

微波功率SiGe HBT的温度特性

通过研究SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的温度特性，发现SiGe HBT的发射结正向电压随温度的变化率小于同质结Si双极型晶体管(BJT). 在提高器件或电路热稳定性时，SiGe HBT可以使用比Si BJT更小的镇流电阻.同时SiGe HBT共发射级输出特性曲线在高电压大电流下具有负阻特性，而负阻效应的存在可以有效地抑制器件的热不稳定性效应，从而在温度特性方面证明了SiGe HBT更适合于微波功率器件.     

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。     

微波功率SiGe HBT的温度特性

通过研究SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的温度特性,发现SiGe HBT的发射结正向电压随温度的变化率小于同质结Si双极型晶体管(BJT).在提高器件或电路热稳定性时,SiGe HBT可以使用比Si BJT更小的镇流电阻.同时SiGe HBT共发射级输出特性曲线在高电压大电流下具有负阻特性,而负阻效应的存在可以有效地抑制器件的热不稳定性效应,从而在温度特性方面证明了SiGe HBT更适合于微波功率器件.     

混合模式电应力损伤对SiGe HBT器件1/f噪声特性的影响研究

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO₂界面产生界面态缺陷P_b,导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。     

SiGe HBT的脉冲中子及γ辐射效应

测量了反应堆脉冲中子及γ辐照SiGe HBT典型电参数变化.在反应堆1×1013cm-2的脉冲中子注量和256.85Gy(Si)γ总剂量辐照后,SiGe HBT静态共射极直流增益减小了20%.辐照后基极电流、结漏电流增大,集电极电流、击穿电压减小.特征截止频率fT基本不变,fmax略有减小.初步分析了SiGe HBT反应堆脉冲中子及γ辐射的损伤机理.     

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。     

新结构微波功率SiGe HBT的数值分析

提出一种新结构的微波功率SiGe异质结双极晶体管(SiGe HBT)，该结构通过在传统SiGe HBT的外基区下的集电区中挖槽并填充SiO2的方法来改善器件的高频性能．将相同尺寸的新结构和传统结构的器件仿真结果进行比较，发现新结构器件的基区-集电区电容减少了55％，因而使器件的最大有效增益提高了大约2dB，其工作在低压(Vce=4．5V)和高压(Vce=28V)情况下的最高振荡频率分别提高了24％和10％．     

基于有限元法对发射极指分段结构的多指SiGe HBT的研究

针对传统多指SiGe HBT发射极指中心区域和器件中心区域温度较高导致热不稳定问题,提出了新型发射极指分段结构来抑制功率SiGe HBT中心区域的自热效应,提高器件温度分布均匀性.利用有限元软件ANSYS对器件进行建模和三维热模拟,研究器件温度分布的改善情况.结果表明,与传统不分段结构的器件相比,新型分段结构的多指SiGe HBT的指上的温度分布更加均匀、不同指上的温差和集电结结温明显降低,自热效应得到有效抑制,器件的热稳定性得到增强.     

微波低噪声SiGe HBT的研制

利用3μm工艺条件制得SiGe HBT(Heterojunction Bipolar Transistor),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.     

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。