一种SiGe BiCMOS高速PNP器件的设计

设计了一种适用于SiGe BiCMOS工艺的低成本、高性能垂直结构PNP器件.基于仿真结果,比较了不同发射区和基区制作方法对器件特性的影响.在确定器件结构和制作工艺的基础上,进一步优化了器件特性.基于仿真得到的工艺条件所制作的PNP器件,其特性与仿真结果基本一致.最终优化的PNP器件的电流增益为38,击穿电压大于7V,特征频率为10 GHz.该PNP晶体管改善了横向寄生硅基区PNP晶体管的性能,减少了垂直SiGe基区PNP晶体管工艺的复杂性,采用成本低廉的简单工艺实现了优良的器件性能.     

锗硅HBT BiCMOS工艺中的p-i-n开关二极管设计

介绍了一种集成在BiCMOS工艺的p-i-n开关二极管的器件。它由在STI下面的n型赝埋层作为p-i-n的n区,锗硅npn异质结双极型晶体管的重掺杂外基区作为p-i-n的p区。同时新开发了穿过场氧的深接触孔工艺用于赝埋层的直接引出,并采用p-i-n注入用于对i区进行轻掺杂。借助半导体工艺与器件仿真软件,得到了有源区尺寸、赝埋层到有源区的距离、p-i-n注入条件等关键工艺参数对p-i-n性能的影响。最后优化设计的p-i-n二极管,其在2.4 GHz频率下的指标参数,如插入损耗为-0.56 dB,隔离度为-22.26 dB,击穿电压大于15 V,它达到了WiFi电路中的开关器件的性能要求。     

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。     

新的高性能硅锗异质器件结构

本文介绍硅锗技术在提高器件和电路性能方面的新发展,包括用于提高器件速度和低温下应用的硅锗异质结双极晶体管(HBT),以及用于提高PMOS管空穴迁移率的硅锗异质结构.     

一种结构新颖的锗硅NPN HBT器件特性研究

对一种结构新颖的锗硅NPN HBT器件的特性进行了研究。通过分析器件发射极窗口宽度W和长度L对器件直流和交流特性的影响,对器件在结构上和制作工艺上进行了优化,得到性能与业界可比的三种不同耐压水平的器件(高速器件、标准器件和高压器件),并且成功地被应用于光通讯和射频功放等商业产品中。     

基于SiGe BiCMOS工艺的片上太赫兹滤波器

基于硅锗双极-互补金属氧化物半导体(SiGe BiCMOS)工艺,采用衬底集成波导(SIW)结构,设计了几款片上太赫兹滤波器。测试结果中带宽和中心频率分别为20 GHz@139 GHz,20 GHz@168 GHz和26 GHz@324 GHz,结果表明制作的带通滤波器中心频率与设计的偏差很小;滤波器在中心频率的插入损耗为-6 dB@139 GHz,-5.5 dB@168 GHz和-5 dB@324 GHz。     

BiCMOS三态输出门电路的设计、制备及应用

设计了几种BiCMOS三态输出门电路,提出了采用先进的0.5μm BiCMOS工艺,制备所设计的三态输出门的技术要点和器件参数,并分析了它们既具有双极型(Bipolar)门电路快速、大电流驱动能力,又具备CMOS逻辑门低压、低功耗和高集成度的特性,因而它们特别适用于高速缓冲数字信息系统和其它便携式数字设备中.     

基于IBM SiGe BiCMOS工艺5PAe的中功率放大器

采用IBM公司刚刚推出试用的0.35μm SiGe BiCMOS开发性工艺5PAe设计并实现了一个C波段功率放大器。该放大器采用两级单端结构,除集电极扼流电感外,其余元件全部片上实现,具有集成度高、结构简单的特点。通过在管子基极和匹配电感中串联电阻实现了全频段稳定。键合测试表明,在所有电源电压下电路均能稳定工作。在VC=3.5V,VB=7V,f=4.1GHz时,小信号增益为17.7dB,输入输出反射系数分别为-16.9dB和-13.9dB,而在输出功率为22.8dBm时,二次和三次谐波分别小于-36dBc和-45dBc。     

350～470MHz的SiGe BiCMOS低噪声放大器

给出了一个基于AMS0.35μmSiGe BiCMOS工艺的低噪声放大器(LNA),主要应用于Witone数字集群移动通信系统手持机中。该低噪声放大器采用单端发射极电感反馈的共发共基管联结构,工作频率范围为350～470MHz。在3.3V的电源电压下的测试结果为:最小噪声系数1.45dB,增益19.3dB,输入1dB压缩点-19.5dBm,消耗电流3.8mA。     

硅锗：快、安静且强大

CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺一贯能给半导体业带来惊喜。CMOS价格下跌而速度增加，这种局面主要有利于数字IC设计者。数字IC设计者不关心器件是运行在1v还是更低电压上，只要它有足够的SNR（信噪比），能将“1”和“0”区分开来。另一方面，模拟设计者则要花大量时间，对纯模拟信号或混合信号器件的选择作出权衡。细线宽CMOS的一个重要问题是它昂贵的掩模组。     

一种新型SGOI SiGe异质结双极型晶体管

为了改善SiGe异质结双极型晶体管(HBT)的电学特性和频率特性,设计了一种新型的SGOI SiGe HBT。在发射区引入了双轴张应变Si层。多晶Si与应变Si双层组合的发射区有利于提高器件的注入效率。利用Silvaco TCAD软件建立了二维器件结构模型,模拟了器件的工艺流程,并对器件的电学特性和频率特性进行了仿真分析。结果表明,与传统的SiGe HBT相比,新型SGOI SiGe HBT的电流增益β、特征频率fT等参数得到明显改善,在基区Ge组分均匀分布的情况下,β提高了29倍,fT提高了39.9%。     

370～390 MHz SiGe BiCMOS功率放大器设计

给出了应用于"Witone数字集群移动通信系统"的移动用户台发射部分的功率放大器的设计。该功率放大器基于AMS 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,采用单端两级放大结构,工作于AB类。测试结果显示,设计的功率放大器的功率增益为22.9 dB,输入1 dB压缩点功率为-10.1dBm,对应的输出功率为11.8 dBm,饱和输出功率25.5 dBm,最大功率附加效率18.6%。     

一种新型2.4 GHz SiGe BiCMOS低噪声放大器

基于窄带低噪声放大器理论,设计了一种2.4 GHz,具有低功耗、低噪声和良好匹配性等优点的新型BiFET结构SiGe BiCMOS低噪声放大器。采用TSMC 0.35μm SiGe BiCMOS工艺库,利用SpectreRF软件的仿真结果显示,该电路具有2.27 dB低噪声系数,11.5 dB正向增益;2 V工作电压下,其功耗仅为6.1 mW。研究结果表明,该低噪声放大器在射频蓝牙系统中具有一定的应用前景。     

应用于TD-LTE的SiGe BiCMOS功率 放大器的设计

针对准第四代无线通信技术TD-LTE中2.570~2.620 GHz频段的应用,设计了一款基于IBM SiGe BiCMOS7WL工艺的射频功率放大器。该功率放大器工作于AB类,采用单端结构,由两级共发射极电路级联构成,带有基极镇流电阻,除两个谐振电感采用片外元件外,其他全部元件均片上集成,芯片面积为(1.004×0.736)mm2。测试结果表明,在3.3 V电源电压下,电路总消耗电流为109 mA,放大器的功率增益为16 dB,输出1 dB增益压缩点为15 dBm。该驱动放大器具有良好的输入匹配,工作稳定。     

一种基于锗硅双极CMOS工艺的多频段移动电视调谐器芯片

本文给出了一种应用于多频段移动电视调谐器的射频芯片的设计和测试结果。射频调协器由宽带射频前端电路,模拟基带电路,全集成的小数频率综合器和I2C数字接口电路组成。为了满足移动电视标准苛刻的临道抑制指标,同时兼顾低功耗、低成本的要求,本设计采用了带局部自动增益控制的直接下变频接收机方案。为进一步提高临道抑制的性能,基带频道选择滤波器采用了8阶椭圆有源RC的结构,具有阻带衰减高和过渡带极陡的特点。射频调协器芯片采用0.35 μm锗硅双极CMOS工艺制成,硅片面积为5.5 mm2。芯片采用3.0V单电源供电,消耗50mA电流。在CMMB应用中,系统灵敏度达到-97 dBm,临道抑制优于40 dB。     

新一代超高速SiGe BiCMOS工艺研究进展

综述了近年来国际上SiGe BiCMOS工艺的最新研究成果和工艺量产情况,具体展现和讨论了不同机构所研发的器件结构、工艺流程及其性能,并且展望了器件及工艺进一步优化的方向。虽然目前传统的双多晶自对准选择性外延基区结构实现了最佳的量产性能,但受限于内外基区连接电阻和选择性外延基区薄膜的不均匀性,其器件性能很难再有进一步提高。非选择性外延基区结构在实验室获得了极高的性能,但其自对准特性较低,这妨碍了其工业量产和更大规模集成。维持HBT器件与更小尺寸基线CMOS的工艺兼容性变得越来越困难。对高性能、工业量产和低成本进行综合,仍然是一项具有较大挑战性的任务。     

基于SiGe BiCMOS技术的低功耗23G VCO

A 23 GHz voltage controlled oscillator(VCO) with very low power consumption is presented.This paper presents the design and measurement of an integrated millimeter wave VCO.This VCO employs an on-chip inductor and MOS varactor to form a high Q resonator.The VCO RFIC was implemented in a 0.18μm 120 GHz f_t SiGe hetero-junction bipolar transistor(HBT) BiCMOS technology.The VCO oscillation frequency is around 23 GHz,targeting at the ultra wideband(UWB) and short range radar applications.The core of the VCO circuit consumes 1 mA current from a 2.5 V power supply and the VCO phase noise was measured at around -94 dBc/Hz at a 1 MHz frequency offset.The FOM of the VCO is -177 dBc/Hz.     

3CD104型硅PNP大功率晶体管的研制

讲述TO 257金属扁平封装3CD104型PNP大功率晶体管的研制过程。根据产品技术要求,进行产品结构及工艺流程设计,通过合理地减少发射区条形宽度,增大发射区周长和面积之比值。通过合理选取和控制基区宽度,解决大功率和高频率相矛盾的问题。测试和试验表明,该产品各项参数均满足设计指标。