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摘 要 在过去的十几年里,基于 Si 的 SiGe 异质结双极晶体管(HBT)技术取得了快速进展,SiGe HBT 的性能远远优于 Si BJT,并在某些方面优于 AlGaAs/GaAsHBT、GaAs MESFET,所以 SiGe HBT 具有广阔的应用前景。器件被广泛应用的前提是其可靠性问题,而当前的研究主要集中在提高器件性能参数上,对其可靠性的研究还很少,对失效现象和失效机理还不明了。针对这一点,本文对 SiGeHBT 的可靠性进行了研究,总结如下: 首先,本文对 SiGe HBT 进行三种电应力加速实验:OC 应力(集电结开路,发射结反向偏置)方法,FC 应力(集电结正向偏置,发射结反向偏置)方法,SC 应力(集电结短路,发射结反向偏置)方法。实验表明,三种应力下,器件的退化与注入的热载流子的数量、能量以及类型有关,与基区复合增强杂质扩散有关。 其次,本文还对 SiGe HBT 进行了高温存储(热应力)、高温存储并加 OC电应力(热电组合应力)实验。我们发现在高温存储条件下,随着应力时间的增加,在电流增益β下降的同时,BC 结的导通电压增加,而 BE 结结特性变化甚微,这可能与器件在集电结侧发生了基区杂质外扩有关。在高温存储与 OC 电应力同时存在的条件下,随着应力时间增加,电流增益β比只有热应力时下降速度更快,这主要是由 IB 的增加引起的,这可能与基区的缺陷增加导致少数载流子扩散长度减少有关。 最后,本文也对 SiGe HBT 的温度特性进行了研究,并给出了器件在 23oC~260oC 的温度范围内器件参数的变化情况。得到了实验中 Si/Si0.85Ge0.15/Si HBT 的BE 结导通电压随温度的变化率 dVBE/dT 为-1.5mV/K,比 Si 同质结(Si BJT)的-2mV/K 小,并据此得到了实验中 Si0.85Ge0.15 材料在绝对 0 度时的禁带宽度 Eg-SiGe=1.09 eV;还据此证明了 SiGe HBT 适合微波功率应用。