SiGeHBT器件的可靠性技术

第37卷第2期

2007年4月

微电子学

Microelectronics

Vol137,№2Apr12007

综合评述

SiGeHBT器件的可靠性技术

林晓玲1,2,孔学东2,姚若河1,恩云飞2,章晓文2

(1.华南理工大学物理科学与技术学院,广东广州　510640;

2.电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室;信息产业部电子第五研究所,广东广州　510610)

摘　要:　介绍了SiGe异质结双极晶体管的特点,对SiGe异质结双极晶体管的物理机理进行了讨论,进而分析了影响其可靠性的各种可能因素,总结了目前SiGeHBT可靠性加速寿命试验方法,并进行了比较。

关键词:　SiGe;异质结双极晶体管;加速寿命试验;可靠性;REID;热载流子效应

中图分类号:　TN306　　　　　　　文献标识码:　A　　　　　　　文章编号:100423365)0220210204

ReliabilityTechnologyLINXiao2ling1,2,KONGXue2dong2,,ZHANGXiao2wen2

(1.SchoolofPhysicsScienceandTechnolog,Souty,Guangzhou,Guangdong,510640;

2.NationalLElectReliabilityandApplicationTechnology;

The5thElect,heryofInformationIndustry,Guangzhou,Guangdong,510610)

ofSiGeheterojunctionbipolartransistors(HBT)aresummarized.Physicalmecha2

nismsofSiHBT’sarediscussed,andpotentialfactorstoaffectSiGeHBT’sreliabilityaredescribedindetail.Fi2nally,methodsforreliabilityacceleratedlifetestofSiGeHBT’saresummarizedandacomparisonismadebetweenthesetechniques.

SiGe;Heterojunctionbipolartransistor;Acceleratedlifetest;Reliability;Recombinationenhancedim2Keywords:　

puritydiffusion;Hotcarriereffect

EEACC:　2560

1　引　言

随着微电子应用技术的不断发展,传统硅晶体管的性能接近理论极限。作为未来微电子技术的基础———新型晶体管正在得到研究和发展。SiGe/Si异质结双极晶体管就是其中之一。自20世纪80年代后期美国IBM公司发明全球第一只硅锗异质结双极晶体管(SiGeHBT)以来,经过十几年的发展,SiGe/SiHBT在频率、性能和工艺等方面都有了迅速的发展,其低成本和高性能的潜质使它有着广阔的应用市场。

SiGe工艺与Si器件工艺、BiCMOS工艺兼容,生产上更具有灵活性。在同样的条件下,SiGe器件

收稿日期:2006209213;　定稿日期:2006211227

比Si器件频率高、速度快(SiGe层电子迁移率是Si

BJT中基区电子迁移率的2倍)、噪声低、电流增益高(SiGe基区电阻Rb小),而且具有GaAs器件所具有的高速特性,适合于高频应用,且比GaAs器件的制造成本低(约低30%)、环保成本低、热传导性好、机械性能高。SiGeHBT在微波高速通讯系统等领域中的地位越来越重要,其最佳应用领域是无线通信手机的射频前端芯片、功率放大器模块及低噪声放大器(LNA),它们的可靠性直接影响着通讯系统和设备的可靠性。因此,SiGe器件的长期可靠性问题也成为人们关心的问题。

近年来,国外有大量SiGe器件和电路研制结果报道,且对其可靠性研究较多;国内的文献多为SiGe的研究进展及其应用等方面的文章,有关器件

基金项目:模拟集成电路国家重点实验室基金资助项目(51439030105DZ1504)