新型宽温区高热稳定性微波功率SiGe异质结双极晶体管*

• 作者: 付强 周孟龙 张万荣 张卿远 张瑜洁 胡瑞心 邵翔鹏 金冬月 霍文娟 高栋 鲁东?
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: SiGe异质结双极晶体管 Ge组分分布 发射极指间距渐变技术 热稳定性
• 年，卷（期）: 2013,（10）
• 页码范围: 270-275
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.104401

摘要

宽温区大电流下的热不稳定性严重制约着功率SiGe异质结双极晶体管(HBT)在射频和微波电路中的应用.为改善器件的热不稳定性,本文利用SILVACO TCAD建立的多指功率SiGe HBT模型,分析了器件纵向结构中基区Ge组分分布对微波功率SiGe HBT电学特性和热学特性的影响.研究表明,对于基区Ge组分为阶梯分布的HBT,由于Ge组分缓变引入了少子加速电场,使它与均匀基区Ge组分HBT相比,具有更高的特征频率 fT,且电流增益β和 fT随温度变化变弱,这有利于防止器件在宽温区工作时电学特性的漂移.同时,器件整体温度有所降低,但器件各指温度分布均匀性较差.考虑多指HBT各发射极指散热能力存在差异,在器件纵向结构设计为基区Ge组分阶梯分布的同时,对其横向版图进行发射极指间距渐变结构设计,用于改善器件各指温度分布的均匀性,进而提高HBT的热稳定性.结果表明,与基区Ge组分为均匀分布的等发射极指间距结构HBT相比,新器件各指温度分布均匀性明显改善, fT保持了较高的值,且β和 fT随温度变化不敏感,热不稳定性得到显著改善,显示了新器件在宽温区大电流下工作的优越性.