虚拟衬底应变Si/SiGe HBT击穿电压及器件温度敏感性改善技术研究

发布时间：2021-07-21 13:35

　　虚拟衬底结构的提出可有效降低SiGe异质结双极型晶体管（HBT）中衬底对基区SiGe外延层应力的影响,进而提高基区Ge组分,增大器件的电流增益。同时,较大的电流增益又可用于折中基区电阻、减小基区宽度,最终大幅提升器件的高频大功率性能。特别是应变技术在第四代SiGe工艺的全面展开,采用SiGe虚拟衬底的应变Si/SiGe HBT将在毫米波雷达、Gb/s级无线局域网（WLAN）以及100Gb/s以太网等太赫兹（>500GHz）应用领域中扮演越来越重要的角色。然而,虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的集电区为SiGe材料,与Si材料相比,其击穿电场较低,使得器件击穿电压下降,进而导致系统输出功率的降低。此外,SiGe材料低的热导率使得虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的自加热效应更加显著,在大电流应用时,随温度的变化易引起静态工作点的漂移,加剧热不稳定,退化器件的特性。本文分别对虚拟衬底应变Si/SiGe HBT击穿电压和温度敏感性改善技术进行详细研究。主要工作如下：首先,基于英国纽卡斯尔大学的虚拟衬底应变Si/SiGe HBT制造工艺,采用SILVACO/ATHENA建立器件模型,提... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题来源、研究内容及意义
第2章 虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的器件建模及特性分析
    2.1 虚拟衬底应变Si/SiGe HBT模型的建立
    2.2 器件内部应力的提取
    2.3 器件直流特性的提取
    2.4 器件频率特性的提取
    2.5 器件的击穿特性分析
    2.6 器件温度敏感性分析
    2.7 本章小结
第3章 虚拟衬底应变Si/SiGe HBT击穿电压改善技术研究
    3.1 新型集电区纵向超结(VSJ)结构设计
        3.1.1 设计思想
        3.1.2 VSJ结构对器件击穿电压的改善
    3.2 新型集电区横向超结(LSJ)结构设计
        3.2.1 设计思想
        3.2.2 LSJ结构对器件击穿电压的改善
    3.3 本章小结
第4章 虚拟衬底应变Si/SiGe HBT温度敏感性改善技术研究
    4.1 LSJ结构设计对器件温度分布的改善
        4.1.1 掺杂浓度与热导率的关系
        4.1.2 LSJ结构对器件集电区材料热导率的改善
        4.1.3 具有LSJ结构器件的温度分布
    4.2 基区Ge组分梯形设计对器件电学特性温度敏感性的改善
        4.2.1 设计思想
        4.2.2 具有基区Ge组分梯形分布结构器件的电学特性温度敏感性
    4.3 兼具LSJ结构和基区Ge组分梯形分布的新型应变Si/SiGe HBT
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]γ射线总剂量辐照效应对应变Si p型金属氧化物半导体场效应晶体管阈值电压与跨导的影响研究[J]. 胡辉勇,刘翔宇,连永昌,张鹤鸣,宋建军,宣荣喜,舒斌.  物理学报. 2014(23)



本文编号：3295120