高性能薄膜SOI硅锗异质结晶体管机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61504011
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The flexibility of the silicon-on-insulator (SOI) device architecture allows the obtaining of optimal electrical property for reduced parasitic parameters and low leakage current, and the SiGe HBT (heterojunction bipolar transistor) is not only fast in speed and cheap in price but also compatible with the Si technology. The fully-depleted SiGe HBT fabricated on SOI substrate shows decent performances, such as better current linearity, better trade-off between the avalanche breakdown voltage and the characteristic frequency, and is integrated into the next millimeter-wave SOI SiGe BiCMOS technology.Therefore the SOI SiGe HBT is applied to high speed and low power chips including mobile communication, auto electronics, the radar, and so on. As the advantages of the device are thoroghly reported by experiments and simulations, the corresponding models should be analyzed theoretically.The purpose of the project is to model and test the SOI SiGe HBT. The performance enhancement mechanisms of critical parameters are analyzed, the current linearity, the breakdown voltage, and the characteristic frequency are modeled, based on the unique sturture of the SOI SiGe HBT. This previous work shows how the unique features of the device can be linked to its fundamental physical parameters such as the doping concentrations, the Ge content and profile, and geometric parameters such as the base width, the collector width, and the collector length. Eventually the optimization method for the SOI SiGe HBT is proposed, the process flow is improved, and the device is fabricated. With the comparison between the models and experiments, the optimized SOI SiGe HBT architecture is obtained.
SOI(绝缘体上硅)降低寄生、减小漏电,SiGe HBT(硅锗异质结晶体管)与Si兼容,速度快,成本低。下一代毫米波SOI SiGe BiCMOS工艺中薄膜SOI全耗尽SiGe HBT电学性能优越,电流线性度高,击穿电压大,频率特性好,广泛应用于移动通信、汽车电子、雷达等高速低功耗芯片,但与其高速高性能密切相关的理论模型尚欠成熟。本项目拟开展SOI SiGe HBT的理论与实验研究。根据SOI SiGe HBT结构特点,分析SOI SiGe HBT关键参数性能增强机理,建立电流线性度、击穿电压、特征频率等核心电学参数模型,将其与掺杂浓度、Ge组分及分布等基本物理参数,和基区宽度、集电区宽度、集电区长度等几何结构参数关联起来,在此基础上,提出SOI SiGe HBT的优化设计方法,确定器件制备工艺流程并研制器件,将核心电学参数测试数据与所建模型对比,获得优化的SOI SiGe HBT结构。

结项摘要

与常规Si BiCMOS工艺相比,SOI(绝缘层上硅) SiGe BiCMOS技术寄生效应小,速度快,广泛适用于移动通信、汽车电子、雷达等高速低功耗应用。其中的核心器件SOI SiGe HBT电学性能优越,电流线性度高,击穿电压大,频率特性好,但是相关电路仿真模型还有所欠缺。本项目开展了SOI SiGe HBT的理论与建模测试分析,首先根据结构特点建立了SOI SiGe HBT等效电路图,据此建立了关键电学参数模型,包括任意Ge组分下的归一化正反向Early电压,基于集电区掺杂浓度和宽度、长度的集电结击穿电压,部分耗尽和全部耗尽工作模式下集电结耗尽层渡越时间,以及考虑电流集边效应的基区电阻模型。基于所建数学模型,对SOI SiGe HBT进行优化设计,最后获得优化的SOI SiGe HBT结构为发射帽层/发射区/阻挡层/基区/阻挡层/集电区/SOI/衬底,同时对相关器件的辐照特性进行了测试分析。本项目为薄膜SOI SiGe BiCMOS器件及电路的设计与制备提供了有意义的指导。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Current Crowding Effect of Equilateral Polygon Emitter Transistors
等边多边形发射极晶体管的电流拥挤效应
  • DOI:
    10.1109/ted.2017.2696570
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Xu Xiaobo;Wang Xiaoyan;Gu Wenping;Quan Si
  • 通讯作者:
    Quan Si
高电流增益SiC BMFET功率特性的优化研究
  • DOI:
    10.13911/j.cnki.1004-3365.2016.04.028
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张林;谷文萍;徐小波;李清华;高云霞;胡笑钏
  • 通讯作者:
    胡笑钏
GaN基材料和器件的质子辐照效应
  • DOI:
    10.13290/j.cnki.bdtjs.2016.07.007
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    半导体技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谷文萍;张进成;张林;徐小波;刘盼芝
  • 通讯作者:
    刘盼芝
全部耗尽SOI SiGe HBT集电结渡越时间模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐小波;李瑞雪
  • 通讯作者:
    李瑞雪
Study on influences of CdZnS buffer layer on CdTe solar cells
CdZnS缓冲层对CdTe太阳能电池影响的研究
  • DOI:
    10.1016/j.spmi.2017.05.033
  • 发表时间:
    2017-09
  • 期刊:
    SUPERLATTICES AND MICROSTRUCTURES
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Xu Xiao-Bo;Wang Xiao-Yan;Gu Wen-Ping;Quan Si;Zhang Zan
  • 通讯作者:
    Zhang Zan

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其他文献

基于InSAR与GPS观测的汶川同震垂直形变场的获取
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
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  • 作者:
    屈春燕;郭利民;张国宏;宋小刚;张桂芳;温少妍;汪池升;徐小波;刘云华
  • 通讯作者:
    刘云华
豫北安阳市区及水冶镇城市地面沉降的时间序列分析
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    10.6038/cjg20160807
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    徐小波;屈春燕;单新建;张桂芳;马超
  • 通讯作者:
    马超
基于CRInSAR与PSInSAR技术监测断裂带震间形变研究
  • DOI:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    白俊武
PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    地震地质
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  • 作者:
    孟秀军;屈春燕;单新建;马超;徐小波
  • 通讯作者:
    徐小波

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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