鍺硅異質(zhì)結(jié)晶體管及其微波低噪聲放大器技術(shù)研究.pdf

1、近年來,移動通信、雷達、GPS及高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的迅猛發(fā)展大大刺激了市場對高性能半導(dǎo)體器件的需求,高頻、低壓、低功耗、低噪聲、小體積、多功能、低價格成為半導(dǎo)體器件的發(fā)展方向。而與硅和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體器件相比,以能帶工程為理論基礎(chǔ)的SiGe技術(shù)產(chǎn)品以更高的性價比迎合了市場的發(fā)展需求,成為國內(nèi)外的熱門研究領(lǐng)域。
　　國外對SiGe技術(shù)的研究已有多年,且集中于大公司的研發(fā)部門,如IBM公司一直是SiGe技術(shù)的領(lǐng)跑者,其大量產(chǎn)品已投入

2、市場。國內(nèi)起步較晚,研究工作主要集中于高校,研究內(nèi)容也偏重于理論,對SiGe產(chǎn)品的開發(fā)受工藝條件限制進展較慢。鑒于此,選擇低成本、可實現(xiàn)量產(chǎn)的SiGe HBT及其低噪聲放大器為研究對象,以中國電子科技集團公司第十三研究所硅芯片工藝部和硅設(shè)計應(yīng)用部0.6μm工藝線為研究平臺,開展了對實用SiGe HBT及以其為基礎(chǔ)的低噪聲放大器研究。
　　1)討論了SiGe合金材料特性,包括臨界厚度、遷移率、禁帶寬度、介電常數(shù)、有效態(tài)密度、重摻雜禁

3、帶變窄效應(yīng)、本征載流子濃度等,并對SiGeHBT的直流特性和交流特性進行了理論分析。
　　2)根據(jù)SiGe HBT電學參數(shù)要求,基于器件異質(zhì)結(jié)構(gòu)與實際工藝條件,設(shè)計了SiGe HBT的橫、縱向結(jié)構(gòu)參數(shù),根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)對SiGe HBT的特征頻率和最大電流增益進行了理論計算,計算得到fT為16.9GHz,最大電流增益β=103。
　　3)將APCVD SiGe外延技術(shù),發(fā)射區(qū)臺面自終止腐蝕技術(shù),多晶硅磷摻雜及退火技術(shù),鉑硅金

4、屬硅化物制作技術(shù)有機結(jié)合起來,開發(fā)了一套多晶硅發(fā)射極臺面SiGeHBT的制作工藝。基于該工藝制作的器件常溫下測得β為70,集電極電流25mA下發(fā)射結(jié)正向?qū)妷篤BEF=0.85V,發(fā)射極開路下集電極與基極反向擊穿電壓BVCBO=25V,最高截止頻率為11.2GHz,在1GHz下最小噪聲系數(shù)為1.54dB,相關(guān)功率增益達13.86dB。
　　4)將SiGe HBT的管殼用等效電路表示,采用微波仿真軟件Microwave Offic