熱電應(yīng)力下Si-SiGe-Si異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）可靠性實(shí)驗研究.pdf

1、在過去的十幾年里,基于Si的SiGe異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)技術(shù)取得了快速進(jìn)展,SiGe HBT的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Si BJT,并在某些方面優(yōu)于AlGaAs/GaAs HBT、GaAs MESFET,所以SiGe HBT具有廣闊的應(yīng)用前景.器件被廣泛應(yīng)用的前提是其可靠性問題,而當(dāng)前的研究主要集中在提高器件性能參數(shù)上,對其可靠性的研究還很少,對失效現(xiàn)象和失效機(jī)理還不明了.針對這一點(diǎn),該文對SiGe HBT的可靠性進(jìn)行了研究,總結(jié)如下:首先,

2、該文對SiGe HBT進(jìn)行三種電應(yīng)力加速實(shí)驗:OC應(yīng)力(集電結(jié)開路,發(fā)射結(jié)反向偏置)方法,FC應(yīng)力(集電結(jié)正向偏置,發(fā)射結(jié)反向偏置)方法,SC應(yīng)力(集電結(jié)短路,發(fā)射結(jié)反向偏置)方法.實(shí)驗表明,三種應(yīng)力下,器件的退化與注入的熱載流子的數(shù)量、能量以及類型有關(guān),與基區(qū)復(fù)合增強(qiáng)雜質(zhì)擴(kuò)散有關(guān).其次,該文還對SiGe HBT進(jìn)行了高溫存儲(熱應(yīng)力)、高溫存儲并加OC電應(yīng)力(熱電組合應(yīng)力)實(shí)驗.我們發(fā)現(xiàn)在高溫存儲條件下,隨著應(yīng)力時間的增加,在電流增益

3、β下降的同時,BC結(jié)的導(dǎo)通電壓增加,而BE結(jié)結(jié)特性變化甚微,這可能與器件在集電結(jié)側(cè)發(fā)生了基區(qū)雜質(zhì)外擴(kuò)有關(guān).在高溫存儲與OC電應(yīng)力同時存在的條件下,隨著應(yīng)力時間增加,電流增益β比只有熱應(yīng)力時下降速度更快,這主要是由IB的增加引起的,這可能與基區(qū)的缺陷增加導(dǎo)致少數(shù)載流子擴(kuò)散長度減少有關(guān).最后,該文也對SiGe HBT的溫度特性進(jìn)行了研究,并給出了器件在23℃~260℃的溫度范圍內(nèi)器件參數(shù)的變化情況.得到了實(shí)驗中Si/Si<,0.85>Ge<