高频大功率SiGe/Si HBT的设计

详细地阐述了高频大功率SiGe/Si异质结双极晶体管(HBT)设计中的一些主要问题,主要包括器件的纵向设计中发射区、基区以及收集区中掺杂浓度、形貌分布、层厚的选择以及横向布局设计中的条宽、间隔的选择等.并对这些主要参数的选择给出了一些实用的建议.     

DCXRD分析Ge/Si(001)多层纳米岛材料

结合透射电镜与原子力显微镜实验,用双晶X射线衍射方法分析了Ge/Si多层纳米岛材料.衍射的卫星峰可以被分解为两个洛仑兹峰,它们分别源于材料的浸润层区和纳米岛区.利用透射电镜得到Si和SiGe层的厚度比,估算出浸润层区与岛区的Ge组分分别为0.51和0.67.这是一种简单估算Ge/Si多层纳米岛材料中Ge组分的方法.     

A Base-Emitter Self-Aligned Multi-Finger Sil-xGex/Si Power Heterojunction Bipolar Transistor

With a crystal orientation dependent on the etch rate of Si in KOH-based solution, a base-emitter self-Migned large-area multi-finger configuration power SiGe heterojunction bipolar transistor （HBT） device （with an emitter area of about 880μm^2） is fabricated with 2μm double-mesa technology. The maximum dc current gain is 226.1. The collector-emitter junction breakdown voltage BVcEo is 10 V and the collector-base junction breakdown voltage BVcBo is 16 V with collector doping concentration of 1 × 10^17 cm^-3 and thickness of 400nm. The device exhibited a maximum oscillation frequency fmax of 35.5 GHz and a cut-off frequency fT of 24.9 GHz at a dc bias point of Ic = 70 mA and the voltage between collector and emitter is VCE = 3 V. Load pull measurements in class-A operation of the SiGe HBT are performed at 1.9 GHz with input power ranging from OdBm to 21 dBm. A maximum output power of 29.9dBm （about 977mW） is obtained at an input power of 18.SdBm with a gain of 11.47dB. Compared to a non-self-aligned SiGe HBT with the same heterostructure and process, fmax and fT are improved by about 83.9% and 38.3%, respectively.     

Si(001)衬底上分子束外延生长Ge0.975Sn0.025合金薄膜

使用低、高温两步法生长的高质量Ge薄膜作为缓冲层,在Si(001)衬底上采用分子束外延法生长出Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜.X射线双晶衍射和卢瑟福背散射谱等测试结果表明,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜具有很好的晶体质量,并且没有发生Sn表面分凝.另外,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜在500 ℃下具有很好的热稳定性,有望在Si基光电器件中得到应用. 关键词： GeSn Ge 分子束外延 外延生长     

带隙法测定SiGe/Si材料的应变状态

从固体模型理论的结果出发，计算了生长于Si（100）衬底上x值小于085的Si_1-xGe_x合金材料（能带结构为类Si结构）的间接带隙与应变的关系，结 果表明，应变的S iGe材料的带隙和完全弛豫状态下材料的带隙之差与应变呈线性关系.基于这一结果，提出了 用测量带隙来间接测定SiGe/Si应变状态的方法.用带隙法和x射线双晶衍射法测量了不同应 变状态下的SiGe/Si多量子阱材料的应变弛豫度，两者可以较好的符合，表明带隙法测量SiG e应变弛豫度是可行的. 关键词： SiGe合金 应变 带隙     

B在SiGe中的应变补偿作用

用超高真空化学气相淀积方法生长出不同硼(B)掺杂浓度的应变SiGe合金材料，研究了B对SiGe合金的应变补偿作用. 结果表明，B的掺入使SiGe的应变减小，B对Ge的应变补偿率为7.3，即平均掺入1个B原子可以补偿7.3个Ge原子引起的应变. 同时获得B的晶格收缩系数为6.23e-24cm3/atom.     

基于Franz-Keldysh效应的倏逝波锗硅电吸收调制器设计

本文设计了一种基于Franz-Keldysh (FK) 效应的GeSi电吸收调制器. 调制器集成了脊形硅单模波导. 光由脊形硅波导以倏逝波形式耦合进锗硅吸收层. 在硅基锗二极管FK效应实验测试的基础上, 有源区调制层锗硅中的硅组分设计为1.19%, 从而使得器件工作在C (1528–1560 nm) 波段. 模拟结果显示该调制器的3 dB带宽可达64 GHz, 消光比为8.8 dB, 而插损仅为2.7 dB. 关键词： 锗硅 调制器 电光集成     

用于无线PA的高频大功率Si1-xGex/Si HBT的设计和制作

采用简单的双台面工艺制作了完全平面结构的2个单元4个发射极指的SiGe HBT.在没有扣除测试结构的影响下,当直流偏置IC=10mA,VCE=2.5V时,FT和fmax分别为1.8和10.1GHz.增益β为144.25,BVCBO为9V.     

Sixteen-element Ge-on-SOI PIN photo-detector arrays for parallel optical interconnects

We describe the structure and testing of one-dimensional array parallel-optics photo-detectors with 16 photodiodes of which each diode operates up to 8 Gb/s. The single element is vertical and top illuminated 30μm-diameter silicon on insulator （Ge-on-SOI） PIN photodetector. High-quality Ge absorption layer is epitaxially grown on SO1 substrate by the ultra-high vacuum chemical vapor deposition （UHV-CVD）. The photodiode exhibits a good responsivity of 0.20 A/W at a wavelength of 1550 nm. The dark current is as low as 0.36/aA at a reverse bias of 1 V, and the corresponding current density is about 51 mA/cm2. The detector with a diameter of 30 t.trn is measured at an incident light of 1.55 μm and 0.5 mW, and the 3-dB bandwidth is 7.39 GHz without bias and 13.9 GHz at a reverse bias of 3 V. The 16 devices show a good consistency.     

基于无线功率放大器应用的多指结构SiGe HBT

采用简单的双台面工艺制作了完全平面结构的5个单元、10个发射极指大面积的SiGe HBT.器件表现出了良好的直流和高频特性,最大电流增益β为214.BVCEO为9V,集电极掺杂浓度为1×1017 cm-3,厚度为400nm时,BVCBO为16V.在直流偏置下IC=30mA,VCE=3.0V得到fT和fmax分别为18.0GHz和19.3GHz,1GHz下最大稳定增益为24.5dB,单端功率增益为26.6dB.器件采用了新颖的分单元结构,在大电流下没有明显的增益塌陷现象和热效应出现.