SGOI应变Si/SiGe HBT的设计与仿真研究
发布时间：2021-11-13 10:06
与传统硅晶体管和III-V族化合物器件相比,SiGe HBT具有低功耗、低成本、与硅基工艺兼容等特点。SiGe BiCMOS技术是将性能优异的SiGe HBT与成熟的CMOS工艺技术相结合,使得SiGe HBT器件及其电路的应用领域更加广阔。引入应变Si技术、SOI技术可以进一步提升电流增益、频率特性以及抗辐照等性能。为此,本文对SGOI应变Si/SiGe HBT器件进行了分析、设计和仿真研究。首先,基于应变Si/SiGe材料的物理性质和能带特点,分析了SiGe HBT的工作原理和基本特性,其中电流增益β、厄尔利电压VA、截止频率fT等性能参数是研究的重点。重点分析了SiGe HBT器件中不同基区Ge组分分布形式以及对器件工作特性的影响,为后续的器件设计提供了理论基础。其次,考虑到与SOI应变Si/SiGe异质结双沟道CMOS器件的工艺集成,基于非选择外延工艺设计了一种SGOI SiGe HBT台面结构及其工艺流程,使用Silvaco TCAD软件对器件进行了工艺仿真,并对器件的电学和频率特性进行了仿真分析。在基区Ge组分为均匀分布的条件下,...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SGOISiGeHBT台面结构的仿真示意图
图 3.8 SGOI SiGe HBT 器件台面结构的掺杂浓度分布在下文中使用SilvacoTCAD软件的 AT面结构的工作特性进行仿真和分析，主要从电压 VA和截止频率 fT等方面进行分析。3.3 SGOI SiGe HBT 台面结构的工作在基区 Ge 组分为均匀分布形式下，SGHBT 在工作特性上有较大的提高，通过比较流增益 β、输出特性曲线和厄尔利电压 VA、3.3.1 SGOI SiGe HBT 台面结构的能带
面图 3.22 无亚集电区时 SGOI SiGe HBT 台面结构的浓度分布情况OI SiGe HBT 台面结构在有无亚集电区时的间的关系。从两组曲线中可以看出，有无亚集影响并不大，但是在 VBE处于 0.8-1.0V 时，，严重影响器件的工作特性，导致器件的电100020003000400050006000βmax=5698βmax=5726eBatWith Buried LayerWithout Buried Layer
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiGe集成电路工艺技术现状及发展趋势[J]. 马羽,王志宽,崔伟. 微电子学. 2018(04)
[2]SBFL结构SiGe HBT器件的击穿特性研究[J]. 陈繁,马婷,谭开洲,王兰,钟黎. 微电子学. 2017(03)
[3]A technique for simultaneously improving the product of cutoff frequency–breakdown voltage and thermal stability of SOI SiGe HBT[J]. 付强,张万荣,金冬月,赵彦晓,王肖. Chinese Physics B. 2016(12)
[4]Si和SiGe三极管Early效应模型及在电路仿真器中的应用综述[J]. 徐小波,张林,王晓艳,谷文萍,胡辉勇,葛建华. 电子学报. 2016(07)
[5]具有高频高压大电流优值的超结集电区SiGe HBT[J]. 金冬月,王肖,张万荣,高光渤,赵馨仪,郭燕玲,付强. 北京工业大学学报. 2016(07)
[6]应变Si1-xGex（100）电子有效质量研究[J]. 赵丽霞,宋建军. 电子器件. 2015(04)
[7]宽温区高热稳定性SiGe HBT的基区优化设计[J]. 付强,张万荣,金冬月,赵彦晓,张良浩. 北京工业大学学报. 2015(05)
[8]一种提高SiGe HBT器件电学特性的Ge组分分布[J]. 张志华,刘玉奎,谭开洲,崔伟,申均,张静. 微电子学. 2014(04)
[9]SOI SiGe HBT结构设计及频率特性研究[J]. 宋建军,杨超,朱贺,张鹤鸣,宣荣喜,胡辉勇,舒斌. 物理学报. 2014(11)
[10]单轴、双轴应变Si拉曼谱应力模型[J]. 王程,王冠宇,张鹤鸣,宋建军,杨晨东,毛逸飞,李永茂,胡辉勇,宣荣喜. 物理学报. 2012(04)
博士论文
[1]SOI、SGOI、GOI材料制备技术研究[D]. 陈达.兰州大学 2015
硕士论文
[1]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[D]. 胡瑞心.北京工业大学 2015
本文编号：3492826
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SGOISiGeHBT台面结构的仿真示意图
图 3.8 SGOI SiGe HBT 器件台面结构的掺杂浓度分布在下文中使用SilvacoTCAD软件的 AT面结构的工作特性进行仿真和分析，主要从电压 VA和截止频率 fT等方面进行分析。3.3 SGOI SiGe HBT 台面结构的工作在基区 Ge 组分为均匀分布形式下，SGHBT 在工作特性上有较大的提高，通过比较流增益 β、输出特性曲线和厄尔利电压 VA、3.3.1 SGOI SiGe HBT 台面结构的能带
面图 3.22 无亚集电区时 SGOI SiGe HBT 台面结构的浓度分布情况OI SiGe HBT 台面结构在有无亚集电区时的间的关系。从两组曲线中可以看出，有无亚集影响并不大，但是在 VBE处于 0.8-1.0V 时，，严重影响器件的工作特性，导致器件的电100020003000400050006000βmax=5698βmax=5726eBatWith Buried LayerWithout Buried Layer
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiGe集成电路工艺技术现状及发展趋势[J]. 马羽,王志宽,崔伟. 微电子学. 2018(04)
[2]SBFL结构SiGe HBT器件的击穿特性研究[J]. 陈繁,马婷,谭开洲,王兰,钟黎. 微电子学. 2017(03)
[3]A technique for simultaneously improving the product of cutoff frequency–breakdown voltage and thermal stability of SOI SiGe HBT[J]. 付强,张万荣,金冬月,赵彦晓,王肖. Chinese Physics B. 2016(12)
[4]Si和SiGe三极管Early效应模型及在电路仿真器中的应用综述[J]. 徐小波,张林,王晓艳,谷文萍,胡辉勇,葛建华. 电子学报. 2016(07)
[5]具有高频高压大电流优值的超结集电区SiGe HBT[J]. 金冬月,王肖,张万荣,高光渤,赵馨仪,郭燕玲,付强. 北京工业大学学报. 2016(07)
[6]应变Si1-xGex（100）电子有效质量研究[J]. 赵丽霞,宋建军. 电子器件. 2015(04)
[7]宽温区高热稳定性SiGe HBT的基区优化设计[J]. 付强,张万荣,金冬月,赵彦晓,张良浩. 北京工业大学学报. 2015(05)
[8]一种提高SiGe HBT器件电学特性的Ge组分分布[J]. 张志华,刘玉奎,谭开洲,崔伟,申均,张静. 微电子学. 2014(04)
[9]SOI SiGe HBT结构设计及频率特性研究[J]. 宋建军,杨超,朱贺,张鹤鸣,宣荣喜,胡辉勇,舒斌. 物理学报. 2014(11)
[10]单轴、双轴应变Si拉曼谱应力模型[J]. 王程,王冠宇,张鹤鸣,宋建军,杨晨东,毛逸飞,李永茂,胡辉勇,宣荣喜. 物理学报. 2012(04)
博士论文
[1]SOI、SGOI、GOI材料制备技术研究[D]. 陈达.兰州大学 2015
硕士论文
[1]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[D]. 胡瑞心.北京工业大学 2015
本文编号：3492826
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