歐盟項(xiàng)目研發(fā)出工作頻率達(dá)到0.7THz的SiGe HBT

　　ICCSZ訊   近日在美國舊金山舉辦的“2016 IEEE國際電子器件會議”(IEDM)上，德國高性能微電子創(chuàng)新研究所(IHP)的Bernd Heinemann博士展示了其SiGe異質(zhì)結(jié)(SiGe HBT)晶體管。

　　該SiGe HBT的fT/fmax為505GHz/720GHz的，工作電壓為1.6V，門延遲僅為1.34ps。該器件速度參數(shù)為硅晶體管設(shè)定了新的標(biāo)準(zhǔn)。該fmax值已超過當(dāng)前產(chǎn)品最佳fmax值的50%。這種SiGe HBT晶體管能夠使有線和無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率達(dá)到100 Gb/s以上。

　　研究人員將這種超高性能歸因于三個因素：

　　(1)優(yōu)化的發(fā)射極-基極-集電極區(qū)域垂直剖面;

　　(2)使用“瞬間”退火和低溫后端處理，以降低基極和發(fā)射極電阻;

　　(3)橫向器件尺寸縮小。

　　

 

　　左圖為透射電子顯微鏡下的最新SiGe:C HBT。右圖中的曲線分別為該SiGe HBT瞬時頻率和最高振蕩頻率。

　　

 

　　圖 該SiGe HBT工作頻率在電磁頻譜中所處的位置

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　使用這種高速HBT的雷達(dá)系統(tǒng)，如私人汽車，可以降低雷達(dá)系統(tǒng)功耗或提高距離和空間分辨率，實(shí)現(xiàn)性能提升。

　　這種高速SiGe HBT與當(dāng)前的硅工藝兼容，具有很高的成本效益，其潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括0.3～1THz頻率范圍的圖像處理，如安全檢查、醫(yī)學(xué)活組織檢查、空氣污染檢測等。

　　意義

　　通常HBT由III-V半導(dǎo)體材料制成，因?yàn)镮II-V材料具有比硅更高的電子遷移率，但是III-V HBT很難與硅技術(shù)兼容。而硅器件的工作電壓更低，在電池供電領(lǐng)域應(yīng)用更具吸引力。

　　該研究成果為歐盟資助的“DOTSEVEN”項(xiàng)目所屬。DOTSEVEN項(xiàng)目是德國英飛凌公司與其他13個合作伙伴共同承研，涉及6個國家，為時4年，主要目標(biāo)是開發(fā)出振蕩頻率達(dá)到0.7THz的SiGe HBT。

　　DOTSEVEN項(xiàng)目簡介

　　DOTSEVEN項(xiàng)目由歐盟FP7計(jì)劃資助，為期4年，2012年10月啟動，2016年9月結(jié)束。

　　合作成員共14個，涉及6個國家。

　　(1)產(chǎn)業(yè)界成員包括：德國英飛凌、奧地利集成電路研發(fā)公司DICE GmbH & Co KG和法國行政與財(cái)務(wù)管理公司ALMAcg。

　　(2)中小型企業(yè)包括：法國半導(dǎo)體軟件公司XMOD、瑞典微波器件研制公司Sivers IMA、瑞典高速數(shù)據(jù)通信公司Trebax AB。

　　(3)高校和研究機(jī)構(gòu)包括：意大利那不勒斯大學(xué)電氣與信息技術(shù)工程學(xué)院、德國亞琛工業(yè)大學(xué)、德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)、法國波爾多大學(xué)、德國烏帕塔爾大學(xué)、奧地利林茨約翰·開普勒大學(xué)、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)和德國高性能微電子創(chuàng)新研究所。

　　DOTSEVEN項(xiàng)目目標(biāo)：

　　(1)實(shí)現(xiàn)室溫下，SiGeC HBT最大頻率達(dá)到0.7THz;

　　(2)運(yùn)用研制出的HBT設(shè)計(jì)和演示集成的毫米波和亞毫米波電路;

　　(3)評估、理解和建模模擬這些高速器件和電路中發(fā)生的物理效應(yīng)。

　　高性能微電子創(chuàng)新研究所簡介

　　德國高性能微電子創(chuàng)新研究所(IHP)主要從事硅基系統(tǒng)、高頻集成電路、無線寬帶通信技術(shù)的研發(fā)。應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、遠(yuǎn)程醫(yī)療和汽車行業(yè)等。IHP目前已發(fā)展成為國際公認(rèn)的SiGe技術(shù)研發(fā)中心。