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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V_A、截止频率f_T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,SGOI SiGe HBT的较之于常规SiGe HBT,其电流增益β提高了大约27倍,厄尔利电压积β×V_A提高了大约17倍,截止频率f_T提高了39.9%;仿真分析了SGOI SiGe HBT在有无亚集电区时对器件电流特性的影响;基于不同的基区Ge组分分布形式,仿真分析了不同Ge组分及其分布形式对器件性能的影响,结果表明:当基区Ge组分为三角形分布时,β为717,β×V_A为1.52×10~5V,f_T为227GHz;当基区Ge组分为梯形分布时,β达到了2230,β×V_A达到了4.46×10~5V,f_T达到了236GHz。比较可得:SGOI SiGe HBT基区Ge组分为梯形分布,其综合性能指标优于均匀分布和三角形分布的情况,更能发挥器件的优势。最后,考虑到与SOI应变Si沟道CMOS器件的工艺集成,在基区Ge组分为梯形分布的条件下,基于选择外延工艺设计了一种SGOI SiGe HBT平面结构,通过工艺仿真实现了SGOI SiGe HBT平面结构的结构模型,并对器件的电学和频率特性进行了仿真分析。结果表明:SGOI SiGe HBT平面结构的综合性能指标略低于台面结构,而且平面化结构工艺相对复杂,但是易于与传统应变Si沟道CMOS集成。