【摘 要】
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该论文主要对HBT器件物理模型与参数提取、无源元件工艺与建模、InGaP/GaAs HBT器件与电路工艺、MMIC设计以及微波测试进行研究.针对传统HBT物理模型在基极电阻和集电区传输
【出 处】
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中国科学院微电子中心 中国科学院微电子研究所
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该论文主要对HBT器件物理模型与参数提取、无源元件工艺与建模、InGaP/GaAs HBT器件与电路工艺、MMIC设计以及微波测试进行研究.针对传统HBT物理模型在基极电阻和集电区传输时间上的局限性,提出了一种改进的HBT物理模型.由于考虑了四周自对准结构的基极电阻、基极金属的趋肤效应、离子注入对基极电阻的影响、集电区大电流效应和速度过冲效应,因而能在非常宽的频段内预期HBT的频率特性和器件参数,改进的HBT物理模型比传统模型更具有普遍性.根据GaAs HBT的器件特征,对VBIC模型进行了简化.在测量正反向Gummel图、IV曲线、集电极开路S参数和Cold电容S参数以及有源S参数的基础上,提取了InGaP/GaAs HBT的VBIC模型参数,并采用器件物理模型与模拟退火算法相结合的方法对提取的VBIC模型参数进行了优化.并且对InGaP/GaAs HBT的自然效应进行了研究.针对10Gb/s光调制器驱动电路对无源元件的要求,开发了NiCr薄膜电阻、MIM电容、平面螺旋电感、共平面波导以及电镀空气桥等制造工艺,通过测量无源元件的直流和S参数,获得了一套无源元件的设计参数.初步建立了一套有效的InGaP/GaAs HBT MMIC设计方法与版图设计规则,并将其成功地应用于10Gb/s光调制器驱动电路的研制中.提出了两种光调制器驱动电路的拓扑结构,电路仿真结果表明,两种设计都能满足10Gb/s光纤通信系统的要求.在GaAs晶向腐蚀的研究基础上,提出了六边形发射极自对准HBT的器件结构.
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