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(dòng)通信、雷達(dá)、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(chǎng)對(duì)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(jià)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(jià)比迎合了市場(chǎng)的發(fā)展需求,成為國(guó)內(nèi)外的熱門研究領(lǐng)域。
　　國(guó)外對(duì)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(chǎng)。國(guó)內(nèi)起步較晚,研究工作主要集中于高校,研究?jī)?nèi)容也偏重于理論,對(duì)SiGe產(chǎn)品的開發(fā)受工藝條件限制進(jìn)展較慢。鑒于此,選擇低成本、可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的SiGe HBT及其低噪聲放大器為研究對(duì)象,以中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所硅芯片工藝部和硅設(shè)計(jì)應(yīng)用部0.6μm工藝線為研究平臺(tái),開展了對(duì)實(shí)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?fù)诫s禁

3、帶變窄效應(yīng)、本征載流子濃度等,并對(duì)SiGeHBT的直流特性和交流特性進(jìn)行了理論分析。
　　2)根據(jù)SiGe HBT電學(xué)參數(shù)要求,基于器件異質(zhì)結(jié)構(gòu)與實(shí)際工藝條件,設(shè)計(jì)了SiGe HBT的橫、縱向結(jié)構(gòu)參數(shù),根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)SiGe HBT的特征頻率和最大電流增益進(jìn)行了理論計(jì)算,計(jì)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(tái)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(jī)結(jié)合起來,開發(fā)了一套多晶硅發(fā)射極臺(tái)面SiGeHBT的制作工藝?；谠摴に囍谱鞯钠骷叵聹y(cè)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(dá)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