InGaP/GaAs HBT光调制驱动电路研究

来源 :中国科学院微电子研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luo6411465
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本论文对2.5Gbps和20Gbps光调制驱动电路进行了研究,主要包括器件的研制、电路拓扑设计、器件和电路关键工艺研究以及微波测试。取得了以下几项成果: 1.在研究了自对准InGaP/GaAsHBT制备的关键技术的基础上,采用美国kopin公司和上海微系统与信息技术研究所提供的两种材料研制出了fT达90GHz的InGaP/GaAsHBT器件。在国内首次研制成功了基区仅为400A、集电区厚度仅为3500A的薄基区和薄集电区的HBT(材料由上海微系统所提供),测试并对比了上述两种材料的直流和高频特性,证实了在国内外延片上也可以制备出能与国外外延片特性相比拟的InGaP/GaAsHBT器件。这是在国产4英寸InGaP/GaAsHBT外延片上制备高频器件的突破。 2.创新地提出了由一级差分放大组成的2.5Gbps电路,采用VBIC模型参数进行了模拟,并成功的研制出InGaP/GaAsHBT单片电路。经测量,它的功耗为500mW,上升时间和下降时间(20%~80%)分别为84.4ps和55.6ps,芯片面积为1×1.5mm2,有效地降低了功耗,减小芯片面积约1/3,速度也有明显提高。2.5Gbps驱动电路各项性能指标均远优于2.5Gbps光纤通信系统的要求。 3.针对20Gbps光调制驱动电路的高速要求,提出了一种新的放电回路,使电路的速度有了明显的提高。电路仿真结果显示,电路上升时间和下降时间由原来的17ps和18ps降低到13.4ps和14.5ps。 4.为了降低工艺误差对成品率的影响,进行了工艺容差分析,包括电阻、电容、基区电阻和外集电区电容等。电路仿真结果显示,在较大的工艺偏差范围内,两种电路均能满足各自的光纤通信系统的要求。 5.分析并解决了工艺实现过程中遇到的一些问题,改进了蒸发空气桥制备的工艺,解决了桥墩开裂和漂移的问题,有效地提高了成品率。
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