（光学专业论文）sige+hbt的制作与测试分析.pdf

摘要 摘要 现代通信技术的迅速发展，使得传统s i 双极型晶体管已经不能够满足市场的需求， 亟需造价低而高频特性好的新型器件。s i g e 异质结双极晶体管( h b t ) 具有高频、大功率、 低成本等特点，使其扩展了s i 基晶体管在高频领域的应用，可以代替工作在中高频波 段g a a s 基器件。因此，s i g eh b t 在微波通讯、移动通讯及光通讯中，有着广泛的应 用前景。在回顾文献的基础上，本论文开展了以下具体的研究工作： ( 1 ) 详细研究了s i g eh b t 器件的制作流程和关键工艺技术，摸索了包括甩胶、 曝光时间、显影时间等光刻条件以及腐蚀液配方、腐蚀速度和时间等其它实验条件对 s i g eh b t 器件制作的影响，特别总结出了s i g eh b t 制作中难度最大的s i g e 基区腐蚀 的实验条件，成功制备出双台面结构s i g eh b t 器件。 ( 2 ) 测试并分析了器件的直流特性，结果表明所制作的器件具有良好的性能：厄利 电压值很高，直流放大系数可达9 0 ，电流理想因子最佳为1 2 ，表明基极电流漏电流或 复合电流小，器件性能稳定。 ( 3 ) 论文在考虑可能影响器件频率特性的材料、结构等因素的基础上，建立了计 算器件频率特性的理论模型，并利用该模型估算出此次制作的单发射极指器件的截止频 率为1 2 5 g h z 。 ( 4 ) 针对现有的表征大功率器件温度分布的技术存在空间分辨率较差的问题，利 用显微激光拉曼光谱技术所具有的高光谱分辨率和高空间分辨率的优点，研究了大功率 器件的温度分布特性，发现从室温到1 0 0 0 c 区间内，温度每升高1 基底s i 的拉曼谱峰 的频率降低o 0 1 8c m ，而且呈现极好的线性关系，可以很灵敏地监测微器件表面不同 摘要 区域的温度变化。研究结果表明该技术可以作为一种理想的、无破坏性的测量晶体管温 度分布和器件热稳定性的工具。 关键词：硅锗；异质结双极晶体管；直流特性；显微激光拉曼光谱 i i a b s t r a c t _ - _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一_ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ 。- i _ i _ - - _ _ - 。_ - _ _ 。- _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。- - - _ _ _ _ _ - _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ - _ _ _ _ - - _ _ - - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - - _ _ - _ _ - _ 一 a b s t r a c t d u et ot h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o d e mc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e s ，t r a d i t i o n a ls i b i p o l a rj u n c t i o nt r a n s i s t o r s ( b j t ) a r eu n a b l et om e e tt h en e e do ft h em a r k e tt h a tu r g e n t l y r e q u i r e sn e wd e v i c e sw i t l lh i g hf r e q u e n c ya n dl o wc o s t s i g eh e t e r o j u n c t i o nb i p o l a r t r a n s i s t o r ( h b t ) ，w i t hi t sg o o dp e r f o r m a n c e si nt h eh i g hf r e q u e n c y , l o wc o s t ，a n dh i g hp o w e r , e x t e n d e dt h ea p p l i c a t i o no fs ib j t si nt h eh i g hf r e q u e n c yf i e l da n dm a yr e p l a c et h eg a a s d e v i c e sw o r k i n gi nt h em i d d l ea n dh i g hf r e q u e n c yr a n g e t h e r e f o r e ，s i g eh b ti sv e r y p r o m i s i n gi nm i c r o w a v e ，m o b i l e ，a n do p t i c sc o m m u n i c a t i o n s a f t e rr e v i e w i n gt h ep r e s e n t p r o g r e s s e s ，t h ef o l l o w i n gs t u d i e sw e r ec a r d e do u ti nt h ep r e s e n tt h e s i s ： ( 1 ) t h ef a b r i c a t i o np r o c e s sa n dt h ek e yt e c h n o l o g i e sf o rf a b r i c a t i n gs i g eh b tw e r es t u d i e d i n d e t a i l ，i n c l u d i n gt h ec o n d i t i o n sr e l a t e dt op h o t o l i t h o g r a p h y , s u c ha ss p i nc o a t i n g ， e x p o s u r et i m ea n dd e v e l o p i n gt i m ea n dt h ec o n d i t i o n sr e l a t e dt oe t c h i n gp r o c e s s ，s u c ha s t h ec o m p o s i t i o no ft h ee t c h i n gs o l u t i o n ，e t c h i n gr a t ea n dt i m e e s p e c i a l l y , w ef o u n do u t a no p t i m a le x p e r i m e n t a lc o n d i t i o nf o re t c h i n gt h eb a s eo fs i g e ，t h em o s td i f f i c u l ts t e pi n f a b r i c a t i o no fs i g eh b t s i g eh b t sh a v eb e e ns u c c e s s f u l l yf a b r i c a t e d ( 2 ) d cc u r r e n tc h a r a c t e r i s t i c so ft h ed e v i c e sw e r em e a s u r e da n da n a l y z e d t h er e s u l t i n d i c a t e st h a tt h ed e v i c eh a sg o o dp e r f o r m a n c e ，w i t hav e r yh i g he a r l yv o l t a g e ，ad c c u r r e n tg a i nu pt o9 0 ，a n dc u r r e n ti d e a l i t yf a c t o ro f1 2 ，w h i c hi n d i c a t e st h a tt h ed e v i c e h a sg o o dp e r f o r m a n c ew i t hl o wl e a k a g ec u r r e n to rr e c o m b i n a t i o nc u r r e n t ( 3 ) f u r t h e r m o r e ，w i t hc o n s i d e r i n gt h em a t e r i a la n ds t r u c t u r ef a c t o r st h a tm a yi n f l u e n c et h e f r e q u e n c yc h a r a c t e r i s t i c so ft h ed e v i c e s ，at h e o r e t i c a lm o d e lt oc a l c u l a t et h ed e v i c e f r e q u e n c yw a sb u i l t c u t o f ff r e q u e n c yo ft h ef a b r i c a t e ds i n g l e - e m i t t e r - f i n g e rd e v i c ew a s e s t i m a t e d ( 4 ) t h ee x i s t i n gt e c h n i q u e sf o rm e a s u r i n gt h et e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o no ft h eh i g hp o w e r d e v i c e sl a c ko fah i g hs p a t i a lr e s o l u t i o n m i c r o r a m a ns p e c t r o s c o p y , w h i c hh a sh i g h s p e c t r a la n ds p a t i a lr e s o l u t i o n ，h a sb e e na p p l i e dt os t u d yt h et e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o no f t h eh i g hp o w e rd e v i c e i tw a sf o u n dt h a ta1 i n c r e a s ei nt e m p e r a t u r ew i l ll e a dt oar e d s h i f to fo 018c m 吐i nt h er a m a nf r e q u e n c yo fs ip e a kw i t hae x c e l l e n tl i n e a r i t y , w h i c h s e n s i t i v e l yr e f l e c t st h et e m p e r a t u r ev a r i a t i o no nt h ed e v i c es u r f a c e t h er e s u l t si n d i c a t e t h a tt h i st e c h n i q u ec a nb eu s e da sa l li d e a la n dn o n d e s t r u c t i v et o o lt om e a s u r et h e t e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o na n dt h e r m a ls t a b i l i t yo ft h ed e v i c e s k e y w o r d s ： s i l i c o n g e r m a n i u m ；h e t e r o j u n c t i o nb i p o l a r t r a n s i s t o r ；d i r e c t c u r r e n t c h a r a c t e r i s t i c s ；m i c r o r a m a ns p e c t r o s c o p y i i i 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 声明人( 签名) ： j 拿参j 芳 卯年，月f 7 e t 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 1 、保密( ，在f 年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“”) 作者签名：乡拿含豸 导师签名：多奄孩亥j 日期：加占年，月夕日 日期：励年，月矽日 第一章绪论 第一章绪论 现代移动通信技术和微波通信技术的迅猛发展，使得通讯市场对低成本、高 性能的射频微波器件的需求日益强烈，也导致了对组成这些器件的原胞一晶体 管更深入的研究。 在当前射频微波功率晶体管市场上，有传统的同质结s i 基器件( f i e l de f f e c t t r a n s i s t o r f e t 、b i p o l a rj u n c t i o nt r a n s i s t o r b j t 等) ，和以g a a s 为代表的i i i v 族材料异质结器件( h i g he l e c t r o nm o b i l i t y t r a n s i s t o r h e m t 、f e t 、 h e t e r o j u n c t i o nb i p o l a rt r a n s i s t o r h b t 等) ，以及近几年新发展起来的g a nf e t 、 s i cf e t 、s i g eh b t 和s i g ef e t 等【1 捌。传统的s i 基器件虽然造价低，但其频 率响应低，不适合高频微波应用。而g a a s 和i n p 等i v 族材料的电子与空穴迁 移率比s i 高得多，所制作的器件具有极佳的高频特性，因而高频段功率晶体管 的市场一直以g a a s 基器件为主导。但是i i i v 族材料存在着造价高、环保成本高、 热传导性差、材质脆、机械性能差等缺点。为此，亟需材料性能佳、造价低而高 频特性好的新材料，而s i g e 材料器件的出现正好符合这个需求。 1 1s i g eh b t 的优势 s i s i g e s i 异质结双极晶体管( h b t ) ，通过在基区引入g e ，形成了宽禁带 的s i 发射区，窄禁带的s i g e 基区和宽禁带的s i 集电区的异质结晶体管。如图 1 1 p j 所示，s i g eh b t 比传统的s ib j t 具有更高的频率特性，可以取代i i i v 族材 料异质结器件在一定微波高频段工作，目前可能替代的工作频段为2 - - 一5 0 g h z 的 中高频波段。而与g a a s 基器件相比，s i g e 材料的造价仅是g a a s 等i i i v 族材 料造价的1 1 0 到1 6 ，且又具有导热性好、衬底的机械性能好等优点。特别是其 衬底为s i ，可与成熟的硅集成技术、c m o s 技术相兼容，生产上更加具备灵活 性【4 ，5 1 。因此，近年来s i g eh b t 的研究得到迅速发展，2 0 0 2 年i b m 研制出截止 频率高达3 5 0 g h z 的s i g eh b t t 引。在国内，也有很多研究组从事多年s i g eh b t 的研究【2 , 7 - 1 2 j ，已报道的最高振荡频率也已达1 5 7 g h z t l3 1 ，接近国际先进水平。s i g e 厦门大学硕士论文s i g eh b t 的制作与测试分析 h b t 可用于制作低噪声放大器、混频器、功率放大器等不同的射频电路( r fi c ) ， 有着广泛的应用前景。 n o w ：臣三二玉二婴 _ _ - i i 。 l i b 广_ g s mp c ss t b o c 19 2o c 7 6 8 s a t e l l i t e d b s ；4 0g i g ； o 1 o 2 o 5j r l1 | 2 7 5 i 1 0 2 05 0 1 2 0 t f r e q u e n c y ( g h z ) c a b l e 3 gb l u e t o o t hh i p e r l a n 2l m d s m o d e m 8 0 2 1 5 ；8 0 2 1 l a 8 0 2 1 6 h o m e r f ； w l a n ( b g ) 图1 1s i 材料、s i g e 材料、g a a s 材料器件的工作频段对比【3 】 1 2s i g eh b t 研究的发展史 s i g e 异质结双极晶体管( h b t ) 的研究由来已久，具体的国际研究的发展 历程如表1 1 所示。最近几年，对s i g eh b t 的研究在提高器件功率、改善其热 性能、噪声以及将器件与b i c m o s 工艺相结合等方面有了更大的进展。 表1 1 s i g eh b t 的研究发展史 1 9 5 1 年 s h o c k l e y 最早提出用宽禁带材料做发射区，申请了h b t 专利【1 4 】 1 9 5 7 年 k r o e m e r 系统论述了宽禁带发射区与窄禁带基区构成的发射结 可获得很高的注入比，建立了h b t 的基本理论【1 5 】 1 9 7 2 年 d u m k e 液相外延法首先研制成a 1 g a a s g a a sh b t 1 6 】 1 9 7 5 年 k a s p e r 第一次生长出应变的s i g e 外延层【1 7 1 1 9 8 6 年m e y e r s o n超高真空化学气相淀积( u h v c v d ) 生长出s i g e 外延 层【1 8 】 1 9 8 7 年i y e r制造出第一只具有器件性能的s i g eh b t 1 9 】 1 9 8 8 年p a t t o n ，几乎同时报道了用分子束外延( m b e ) 制作出s i g e t a t s u m i h b t 2 0 ，2 l 】 1 9 8 9 年 p a t t o n u h v c v d 法低温外延生长了g e 组分渐变的s i g e h b t 2 2 】 2 第一章绪论 1 9 9 0 年 c o m f o r t第只自对准工艺制作的s i g eh b t ，并用其实现了的 e c l 钟控振荡器 1 9 9 2 年第卟实现s i g eh b t 的b i c m o s 技术 1 9 9 3 年 h a r a m e第一个实现采用s i g e h b t 的大规模集成电路i 1 1 1 9 9 3 年 k a s p e r ，研制出截止频率f t 超过1 0 0 g t t z 的s i g eh b t m 2 7 1 m e v e r s o n 1 9 9 4 年 h a r a m e 在商业产品( 2 0 0 m m 品圆片) 中采用s i g e h b t l 2 8 1 1 9 9 6 年 s h u p p c n 第一个大功率的s i g eh b t 2 9 , 3 0 1 2 0 0 1 年 w a s h i o 葶一盒门电极延迟时可低于1 0 p s 的s i g ei t b t 的e c l 电路”“ 2 0 0 1 年 j e n g制作出截止频率弁超过2 0 0 g h z 的s i g eh b t i ”1 2 0 0 2 在 r i e h 制作出截止频率f t 超过3 5 0 g h z 的s i g e h b t 国际上对s l o e h b t 及i c 的研究已经达到商业化水准，而目内也有许多研究 团剧、，如中科院半导体所、北京工业大学、清华大学、复旦大学、以及西安电子 科技大学等相关研究单位均展开s i g e 材料研究。然而，由于半导体器件的研制 需要巨大的投资，且器件制作的工序很多，很多工序的完成都需要昂贵设备的支 持，而每一道工序都会对器件的能否研制成功产生影响。如光刻技术，目前，2 u m 工艺是国内较好的光刻工艺，已知的国内最佳光刻尺寸为05 m 。而国际 半导体生产商或其国际代工厂已有成熟的0 1 3u m 的光刻技术，并且，在目前已 经研究成功0 0 5p m 的光刻技术。设备上的限制是国内半导体器件研制的一个瓶 颈，使国内的研究与国际先进水平相比，还有很大的距离。但近几年，s i o e h b t 的研制还是取得了很大的进步。如图12 所示，最近中国电子科技集团电子2 4 黧需 图1 2 ，m 。，为1 5 7 g h z 的s i g e h b t 的s e m 图像3 3 】 黼 厦门大学硕士论文s i g eh b t 的制作与测试分析 所等单位利用0 51 t1 1 3 工艺技术，采用自对准技术制备基区和发射区金属电极， 并用空气桥技术来缩小集电结电容c b 。，联合研制出最高振荡频率x 为15 7 g h z 的s i g eh b t l 3 3 所得器件的f m 觚与国内原有的报道相比有了很大的提高，缩小了 与国际先进水平的差距。 1 3s i g eh b t 的工作原理1 3 4 3 5 l 传统双极型晶体管的性能参数之闻是互相制约的，为提高黑体管的莱一性能 所采取的措施会反过来影响其它性能指标。如，要使晶体管有较大的直流放大系 数1 3 ，就需要大幅度提高发射区与基区翡掺杂浓度之比n n n b 。僵是，提高发射 区掺杂浓度虽然增加了1 3 值，也会增大发射区的存储电容，降低晶体管的截止频 率磊。磊偏低的基区掺杂浓度又导致了基区横向电阻比较大，使器体管的噪音系 数与最高振荡频率扁觚等重要参数性能降低。如果，增加基区厚度以降低基区横 向电阻，又使电子的基区渡越时间岛增加，恶化器件缒疗。s ib j t 的材料特点所 导致的这些不利因素，限制了s ib j t 不能工作于高频微波频段。 在s ib j t 的基送中弓| 入g e ，形成s i s i g e s ih b t 有效地解决了这些问题。 g e 和s i 均为间接带隙半导体。室温下，g e 的带隙为0 6 7 e v ，s i 为1 1 7 e v 。同 s i 和g e 一样，s i g e 合金也是闻接带隙半导体。s i l x g e x 体合金的带隙介予0 6 7 e v 和1 1 7 e v 之间，并随x 值的变化而改变。而对于s i g e 应变异质结构，由于应变 的存在使能带结构发生了变化。s i g e 应变层受到应力，这应力可分解为流体静 应力和单轴应力两部分。流体静应力则使带隙值发生变化，而单轴应力使简并的 导带边和价带边发生退简并分裂。其结果使s i g e 应变层的带隙要比相同合金组 分的体材料小。 4 第一章绪论 图1 3 ( a ) n p nb j ti b ) n p nh b t 的能带图 如图1 3 所示，s i s i g e s ih b t 的能带结构与传统的s ib j t 的根本区别在于： s ib j t 的发射区、基区和集电区是由不同掺杂的同种s i 材料构成，而s i g eh b t 则利用外延生长技术在s i ( 1 0 0 ) 衬底上共度生长s i g e 应变层，s i g e 层受到双 轴压应力，s i g e 应变合金的价带顶能量总是高于s i 的价带顶能量，且该能量随 g e 组分的增加而增加，即，价带的带阶随g e 组分x 的增加而增加。而该结构的 导带带阶很小，在一般情况下可以忽略不计。其结果使得s i g e 应变层的能带变 窄，s i g e 基区的禁带宽度小于s i 发射区的禁带宽度，两者间有一定的能带差 e g 上。p p ，且e g 上。p p 主要是由价带的能带差决定的。 由于能带结构上的改变，s i g eh b t 可以在小的n e n b 比值下实现了高发射 结注入效率，而高的基区掺杂浓度n b ，可以减小基区纵向宽度w b ，减小了基区 渡越时间tb ，提高器件的工作频率，有效地解决了传统的s ib j t 原有的问题。 由于发射结能带差e g t a p p 主要是由价带的能带差决定的，导带的能带差几乎可忽 略不计。这样，电子从发射区注入到基区的势垒降低，且由于电场的驱动，容易 注入基区；而从基区反向注入发射区的空穴受发射区价带高势垒的阻挡较大，不 易注入发射区，因此，大大提高了发射结的注入系数y ，从而提高了器件的直流 放大系数1 3 。 厦门大学硕士论文s i g eh b t 的制作与测试分析 双极性晶体管的共发射撮壹流放大系数可表示势式( 1 1 ) ，式中蝇为发射 区掺杂浓度，为基区掺杂浓度，w e 为发射区厚度，w 8 为基医厚度，d e 为发 射区少子扩散系数，d b 为基区少予扩散系数，毪点神p 秀发射区与基区的能带差。 对予s i g eh b t 来说，毪志帮户o ，直流放大系数主要取决予e 耋土嘲，发射区与基 区的掺杂浓度之比n e n b 对的影响较小。因此，在s i g eh b t 酶设计孛，瓤淡 通过大幅度提嵩基区的掺杂浓度，甚至使之高于发射区的掺杂浓度，来减少基区 的毫阻，提离晶体管的最高振荡频率蠡积。丽基区的厚度由于基区掺杂浓度的增 热也霹太大城小，搜基区熬渡越漪闻褥裂降低，提高了热体篱的截止频率奔。 由此可见，由于s i s i g e 应变异质结的弓i 入，晶体管的性能得到了质的飞跃。 爹。潞吲，k t ) 眩罅 1 4 本论文的主要工作 本论文探讨了制作s i g eh b t 的工艺流程，解决了王艺上存在的一些问题， 或翡遗期备鑫s i g eh b t 。测试了制佟器件薛誊流电流特性，并分橱了器件静频 率特性。此外，本论文还在国内首次利用盟微激光拉曼光谱技术来研究大功率器 件翡温度分布特性。论文主要工律雹括： l ，根据所制作s i g eh b t 的性能要求设计出掩膜版图。对器件制作所需的 关键工艺进行研究，摸索豳该器糌制侔所需鲍巍刻条件，毫括悉胶、曝巍对阕、 显影时间等基本实验条件，以及基区大台腐蚀、发射区小台腐蚀等湿法腐蚀的腐 蚀液配制眈铡、腐镶速度等实验条彳孛。对s i g 鑫h b t 隶l 佟串难度最大麓s i g e 基 区的腐蚀，总结锝到有效可行的方法，该方法有剩予s i g eh b t 的进一步研究。 2 ，对制作完成的两释不霹韵s i g eh b t 嚣件进行了壹流电流特性酶分析。 褥到的三极管特性曲线显示，制律的s i g eh b t 的性能良好，厄利电压值缀 嵩，壹流放大系数可达9 番，基投电流理戆露子最佳魏1 2 ，表鞲基摄电流漏电流 或复合电流小，器件性能稳定。此孙，论文还分板了可能影响器件的频率特性的 各因素，建立襁步的理论模型，并焉该模型估葬潞器件的截止频率办。 3 ，探索将显微拽曼光谱技术应用予大功率器件的温度分布特性的测量，从 6 第一章绪论 实验上验证了利用该技术所具有的高光谱分辨率和高空间分辨率高可以用来测 量大功率器件温度分布。由于该方法对器件无破坏作用而且简单可行，可成为一 种有效可行检测器件热稳定性的测量工具。 参考文献： 【1 】 w e i t z e lc e 。r fp o w e ra m p l i f i e r sf o rw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n s a 】。2 4 t ha n n u a li e e e g a a si cs y m p o s i u m 【c 】，t e c h n i c a ld i g e s t , 2 0 0 2 ：1 2 7 - 1 3 0 【2 】 【3 】 【4 】 【5 】 【6 】 【7 】 【8 】 【9 】 【1 0 】 【1l 】 【1 2 【1 3 】 4 】 5 】 司 7 】 正良臣半导体量子器件物理讲座第三讲异质结双极晶体管( h b t ) 【j 】物理，2 0 0 1 ， 3 0 ( 6 ) ：3 7 2 - 3 7 9 c o m p a n y c o n f i d e n t i a l s i g e b i c m o so p t i m a lc o s tf o rh i g h - p e r f o r m a n c e e b 01 】 w w v f 。i n s y t e c o r p 。t o m w h y s i g e 。p d f , 2 0 0 6 01 - 2 2 刘刚，余岳辉，史济群等半导体器件- 电力敏感，光予，微波器件f 蜘。北京：电子z 业出 舨社，2 0 0 0 m az q ，m o h a m m a d is ，l ul he ta l 。a nx b a n dh i g h p o w e ra m p l i f i e ru s i n gs i g e s ih b t a n dl u m p e dp a s s i v ec o m p o n e n t s j i e e em i c r o w w i r e l e s sc o m p o l ，2 0 0 1 ，l l ( 7 ) ：2 8 7 2 8 9 r i c hj s ，j a g a n n a t h a nb ，c h e nh ，e ta l ，s i g eh b t sw i t hc u t o f ff r e q u e n c yo f3 5 0 g h z a ， i e d m c ，2 0 0 2 ：7 71 7 7 4 钱伟张进书贾宏鹨等。微波低噪声s i g eh b t 的研翎闭半导体学报，2 0 0 0 ，5 ：4 4 5 4 5 0 姚飞，成步文，王启明s i g eh b t 及其高速电路的发展【j 】微纳电子技术，2 0 0 3 ，1 0 ：5 - 1 4 玉蜇，亢塞位，蠢波等。s i g e 异质结微波功率晶体管】徽波学报，2 0 0 2 ；1 8 ( 4 ) ： 8 4 - 8 9 薛春来，成步文，姚飞等。高频大功率s i l - x g e x s ih b t 懿研究进展明微纳电子技术， 2 0 0 4 ，4 l ( 3 2 8 ) ：1 4 。2 l l i ud g ，x us l ，l ik ce ta 1 g r o w t ha n dq u a l i t yc o n t r o lo fm b e - b a s e ds i g e - h b tf o r a m p l i f i e ra p p l i c a t i o n s j m i c r o e l e c t j 。2 0 0 3 ，3 4 ( 5 8 ) ：5 8 7 5 8 9 徐剑芳，李成，赖虹凯微波大功率s i g eh b t 的研究进展及其应用【j 】- 微电子学 2 0 0 5 ，3 5 ( 5 ) ：5 21 - 5 2 6 刘道广，郝跃，徐世六等基于m b e 的f m 。为1 5 7 g h z 的s i g eh b t 器件【j 】半导体学 报2 0 0 5 ，2 6 ( 3 ) ：5 2 8 5 31 s h o c k l e yw u sp a t e n t p 】，19 51 ，2 5 6 9 3 4 7 k r o e m e r h p r o c 。i r e ，1 9 5 7 ，4 5 ：1 5 3 5 d u m k ew p ，w o o d a l ljm ，r i d e o u tvl 。s o l i ds t a t ee l e c t r o n i c s m ，19 7 2 ，15 ：13 3 9 k a s p e re ，h e r z o gh je ta 1 o n e - d i m e n s i o n a ls i g es u p e r l a t t i c eg r o w nb yu h v c v d e p i t a x y j 。ja p p l ，p l a y s 。19 7 5 ，8 ：15 41 15 4 8 7 厦门大学硕士论文s i g eh b t 的制作与测试分析 18 】m e y e r s o nbse ta l ，l o wt e m p e r a t u r es i l i c o ne p i t a x yb yu l t r ah i g hv a c u u m c h e m i c a lv a p o r d e p o s i t i o n j a p p lp h y sl e t , 19 8 6 ；4 8 ( 12 ) ：7 9 7 - 7 9 9 【i9 】i y e rss ，p a t t e mgbd e l a g es 。l ，e ta l ，s i l i c o n - g e r m a n i u mb a s eh e t e r o h u n c t i o nb i p o l a r t r a n s i s t o rb ym b e a 】，t e c hd i g c 】，i e e ei e d m ，19 8 7 ：8 7 4 - 8 7 6 【2 0 】p a t t o ngl ，i y e rss s i l i c o n g e r m a n i u mb a s eh e t e r o j u c t i o nb i p o l a rt r a n s i s t o r sb ym o l e c u l a r b e a me p i t a x y j t e e ee l e c t r o nd e v i c el e t e r s ，1 9 8 8 ，9 ：1 6 5 - 1 6 7 【21 t a s u m it ，h i r a y a m ah ，e ta 1 s i g e o 3 s i o 7 s ih e t e r o j u n c t i o nb i p o l a rr a n s i s t o r sm a d ew i t hs i m o l e c u l a rb e a me p i t a x y j 。a p p l l i e dp h y s i cl e t t e r , 1 9 8 8 ，5 2 l1 ) ：8 9 5 - 8 9 7 。 2 2 】p a t t o ngl ，h a r a m edle ta 1 g r a d e ds i g e - b a s ep o l ye m i t e rh e t e r o j u n c t i o nb i p o l a r t r a n s i s t o r s 明i e e ee l e cd e vl e t , 1 9 8 9 , 1 0 ( 1 2 ) ：5 3 4 5 3 6 f 2 3 】c o m f o r tjh 。，p a t t o ng 。l 。，c r e s s l e rj d ，e ta l 。p r o f i l el e v e r a g ei nas e l f - a l i g n e de p i t a x i a ls i o rs i g e - b a s eb i p o l a rt e c h n o l o g y a i e d m c ，19 9 0 ：21 2 4 譬4 l h a r a m edtc r a b b ee 致c r e s s l e rjd ，髓a 毛ah i g h - p e r f o r m a n c ee p i t a x i a ls i g e - b a s ee c l b i c m o st e c h n o l o g y a 】，i e d m c ，19 9 2 ：19 2 2 【2 5 】h a r a m edl ，s t o r k1 lm ，m e y e r s o nbs ，e ta l ，o p t i m i z a t i o no fs i g eh b tt e c h n o l o g yf o r h i g hs p e e da n a l o ga n dm i x e d s i g n a la p p l i c a t i o n a l ，i e d m c j ，1 9 9 3 ：7 1 - 7 4 2 6 】k a s p e re ，g r u h l ea ，k i b b e lh ，h i g hs p e e ds i g e h b tw i t hv e r yl o wb a s e s h e e t r e s i s t i v i t y a 萎i e d m c 】，1 9 9 3 ：7 9 - - 8 1 2 7 】c r a b b eef ，m e y e r s o nbs ，s t o r k - m ，e ta l ，v e r t i c a lp r o f i l eo p t i m i z a t i o no fv e r yh i g h f r e q u e n c ye p i t a x i a ls ia n ds i g eb a s eb i p o l a rt r a n s i s t o r a 】，i e d m c ，19 9 3 ，8 3 8 6 犯8 】h a r a m edl ，s c h o n e n b e r gkg i l b e r tm ，e ta l ，a2 0 0 m ms i g eh b tt e c h n o l o g yf o rw i r e l e s s a n dm i x e ds i g n a la p p l i c a t i o n a ，i e d m c ，19 9 4 ，4 3 7 4 4 0 f 2 甥s c h u p p e na ，g e r l a c hs ，d i e t r i c hh ，巍鑫l ，l ws i g ep o w e rh b t sf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n j ，i e e em i c r o w a v eg u i d e dw a v el e t t e r , 19 9 6 ，6 ：3 41 3 4 3 【3 0 】p o t y r a jpa ，p e t r o s k ykj ，h o b a r tkd ，e ta l ，a2 3 0 ws - b a n ds i g eh b t 【j 】，i e e el r a n s m i c r o w a v et h e o r yt e c h ，1 9 9 6 , 4 4 ：2 3 9 2 艺3 9 7 【3l 】w a s h i ok ，o h u ee ，o d a 毪e ta 1 as e l e c t i v e - e p i t a x i a ls i g eh b tw i t hs m ie l e c t r o d e s f e a t u r i n g9 3 p se c l - g a t ed e l a y a 】，i e d m c 】，1 9 9 7 ，7 9 专一7 9 8 【3 2 j e n gsj ，j a g a r m a t h a nb ，r i e hjs ，e ta 1 a2 1 0 g h zf ts i g eh b tw i t hn o n 。s e l f - a l i g n e d s t r u c t u r e j 。i e e ee l e c td e vl e t t , 2 0 0 1 ，2 2 ：5 4 2 5 4 4 【3 3 】刘道广，郝跃，徐世六等，基于m b e 漪 ；嗽为1 5 7 g h z 的s i g eh b t 器件p 】，半导体学 报，2 0 0 5 ，2 6 ( 3 ) ：5 2 8 5 3 1 p 4 l 盛麓，蒋最敏，陆赛等，醚锗超燕格及低维鳖子维擒【鞠，上海，上海群学技术窭舨 社，2 0 0 4 年 3 5 】k a s p e re 。著，余佥孛译，疆锗翦健质孵】，j 京，善骆羔监是舨校，2 0 0 2 年 8 第二章s i g eh b t 的外延材料生长与版图设计 第二章s i g eh b t 的外延材料生长与版图设计 s i g eh b t 的外延材料的结构、材料的质量以及器件的版图设计决定了器件 的性能、制作工艺的难易和成本，是器件研制中非常重要的问题。本章阐述了 s i s i g e s ih b t 的外延材料的纵向与横向结构的主要设计考虑、外延材料的生长 条件、以及版图的设计。 2 1s i g eh b t 纵向结构参数的设计考虑i l - 3 】 目前