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。     

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。     

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。     

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。     

基区不均匀重掺杂对Si/SiGe/SiHBT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,退化了频率特性,特别是在低温下更为严重     

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．     

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     

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。     

适合器件设计和电路模拟的SiGe基区HBT物理模型

提出了一个模拟ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件特性的物理模型。在基区部分考虑了发射结处的价带不连续、大注入效应、Ｇｅ组份变化及重掺杂效应引起的能带变化的影响；在集电区分析时考虑了基区推出效应、载流子速度饱和效应、电流引起的空间电荷区效应以及准饱和效应。在此基础上给出了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ器件的电流和电荷公式。同时开发了ＳｉＧｅ基区ＨＢＴ的直流瞬态模型和小信号模型。利用修改的ＳＰＩＣＥ程序模拟了实际ＳｉＧｅ基区     

应变p型Si1—xGex层中补偿浅能级杂质的低温陷阱效应

研究了ｐ型Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变层中补偿浅能级杂质（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ）的低温陷阱效应。研究发现，１）三种补偿浅能杂质Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ相比较，Ｓｂ的陷阱效应最小，Ａｓ的最大；２）Ｇｅ组份ｘ越大，低温陷阱效应越小；３）补偿浅能级杂质浓度ＮＤ越大，低温陷阱效应越显著，温度越低，陷阱作用越明显。     

Analytical Modeling of Base Transit Time of SiGe HBTS Including Concentration Dependent Bandgap Narrowing Effect

Heterojunction Bipolar Transistors with SiGe base and Si emitter and collector have increasingly become important in high speed applications in electronics due to better performance of these devices with a modest increase in complexity of fabrication process.Speed of these devices is mainly determined by transit time of minority carriers across the device.Base transit time is the most important component of the total transit time.An analytical model is developed here to predict the variation of base transit time with Ge content,base doping concentration,temperature,and other device parameters.Studies have been made for both uniform and exponential doping distributions with different Ge profiles in the base region.Band gap narrowing effect due to high doping concentration is also taken into account in the model.     

Double-polysilicon SiGe HBT architecture with lateral base link

We present an analysis of a modified double-polysilicon SiGe:C HBT module showing a CML ring oscillator gate delay τ_D of 2.5 ps, and f_T/f_max/BV_CEo values of 300 GHz/350 GHz/1.85 V (Fox et al., 2008) [1]. A key feature of the HBT module is a connection of the extrinsic and intrinsic base regions by lateral epitaxial overgrowth, which aims to overcome the limits of the conventional double-polysilicon architecture in simultaneously reducing R_B and C_BC. Potential benefits and barriers of the proposed device structure on the way to higher performance are reviewed with regard to the recently demonstrated performance gain of the classical double-polysilicon approach. The paper addresses technological challenges one is faced when the here presented device structure is scaled to minimum device dimensions.     

硅锗基区异质结双极型晶体管的研究进展

本文综述了SiGe-HBT工艺及性能研究的最新进展,提出了若干重要的研究课题.     

SiGe/Si异质结双极晶体管研究

介绍了一咱ＳｉＧｅ／Ｓｉ分子束外延异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的研制。该器件采用３μｍ工艺制作,测量得其电流放大系数β为５０,截止效率ｆｒ为５．１ＧＨｚ,表明器件的直流特性和交流特性良好。器件的音片成品率在９０％以上。     

基区Ge组分分布对SiGe HBT热学特性的影响

建立了SiGe HBT热电反馈模型,对基区Ge组分矩形分布、三角形分布和梯形分布的SiGe HBT的热特性进行研究。结果表明,在Ge总量一定的前提下,Ge组分为三角形和梯形分布结构的SiGe HBT峰值温度较低、温差较小,温度分布的均匀性优于Ge组分矩形分布结构的SiGeHBT,具有更好的热特性。对不同Ge组分分布下器件增益与温度的依赖关系进行研究,发现当基区Ge组分为三角形和梯形分布时,随着温度升高,器件增益始终低于Ge组分矩形分布的器件,且增益变化较小,提高了器件的热学和电学稳定性,扩大了器件的应用范围。