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SiGe异质结晶体管提高了硅基晶体管的性能,而且某些方面的性能达到了GaAs材料器件才能取得的水平。目前,大量关于SiGe HBT的研究工作都着眼于更大限度的发挥SiGe HBT的性能优势。为了提高微波功率SiGe HBT的性能,本研究提出了一种新结构的微波功率SiGe HBT。 异质结晶体管,特别是现代高速异质结晶体管,集电结电容是限制频率特性的主要因素之一。外基区下的集电结电容占整个集电结电容的大部分,减小此部分的电容将提高晶体管的频率性能。本研究的新结构微波功率SiGe HBT提出的思想就在于降低外集电区的电容以达到提高SiGe HBT性能的目的。新结构的特点是外基区下的集电区采用SiO2槽的结构,由于SiO2较低的介电常数值,降低了集电结电容,从而提高频率性能。针对新结构微波功率SiGe HBT的结构特点和工艺条件,我们设计了切实可行的工艺流程,并且解决了SiO2填埋后的平坦化工艺。 本论文重点是通过二维器件仿真来分析新结构微波功率SiGe HBT的性能特点,为器件的优化提供充足的条件。仿真器件的结构有两种,主要的不同在于集电区的厚度(0.5μm和4.5μm),工作电压分别为VCE=4.5V和28V。仿真的结果表明,随着集电结电容的减小,新结构的微波功率SiGe HBT性能有显著的提高,功率增益普遍提高2-3dB,最高振荡频率提高近10%-25%。 新结构提高了微波功率SiGe HBT的性能,但仿真结果发现对于集电区厚度较大的晶体管,槽对器件的性能也有负面的影响。因为SiO2槽的存在,限制了集电区电流,Current Spreading效应对Kirk效应的延迟作用减弱,导致了Kirk效应的提前发生。