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,提取了虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的应力特性、直流特性、频率特性,并重点分析了器件的击穿特性和温度敏感性。结果表明,与常规SiGe HBT相比,采用虚拟衬底可减小SiGe外延层所受衬底应力的影响,从而实现基区Ge含量的高掺杂,用以提高器件的电流增益(β)。但SiGe材料的热导率较Si材料低,不利于散热,使得器件整体温度相应升高。考虑到β和特征频率(fT)均与温度相关,易引起器件特性的漂移。同时,SiGe材料的击穿电场也低于Si材料,使得击穿电压降低,限制了器件的高功率工作。其次,分别提出采用两种集电区超结设计来改善虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的击穿电压。研究表明,采用纵向超结(VSJ)结构虽可改善集电区电场分布,大幅度提高器件击穿电压,但是该结构将扩展集电结空间电荷区宽度,增大集电结空间电荷区渡越时间,从而退化了器件的频率特性。为此,进一步提出在集电结空间电荷区内设计横向超结(LSJ)结构来降低集电结峰值电场,在不扩展集电结空间电荷区的前提下实现对器件击穿电压的改善,同时保持了较高的频率特性。第三,提出采用基区Ge组分梯形设计来改善虚拟衬底应变Si/SiGe HBT的温度敏感性。虽然采用LSJ设计可降低集电区有效掺杂浓度,改善集电区材料的热导率,使得器件的整体温度有所降低,但器件β和fT受温度影响依然较大。而基区Ge组分梯形设计的提出,可在基区引入少子加速电场,削弱β和fT随温度变化的敏感性,同时fT得以进一步提高。最后,将集电区超结设计和基区Ge组分设计相结合,提出兼具LSJ结构和基区Ge组分梯形分布的新型应变Si/SiGe HBT。与常规基区Ge组分均匀分布的应变Si/SiGe HBT相比,新型器件具有更高的击穿电压,且整体温度有所降低,β和fT随温度变化的敏感性得到改善,有利于器件在大功率下热稳性工作。