Вплив ізоляції канавок на явище самонагрівання у вдосконаленому радіочастотному біполярному транзисторі з гетеропереходом SiGe

Автори N. Kherief1, S. Latreche1 , M. Lakhdara1, A. Boulgheb1, C. Gontrand2
Приналежність

1Laboratoire Hyper fréquences et Semiconducteurs – LHS. Département d’électronique, Université des Frères Mentouri Constantine 1, Algerie

2Institute of Nanotechnology of Lyon, University of Lyon 1, Lyon, France

Е-mail nousra90@gmail.com
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 1
Дати Одержано 15 серпня 2020; у відредагованій формі 15 лютого 2021; опубліковано online 25 лютого 2021
Посилання N. Kherief, S. Latreche, M. Lakhdara, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 1, 01021 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(1).01021
PACS Number(s) 85.30.Pq, 71.20.Nr
Ключові слова Модель NEB, Радіочастота, Кремній-германій, Самонагрівання (3) , Ізоляція канавок.
Анотація

Робота спрямована на визначення впливу ізоляції канавок на самонагрівання та електричні характеристики біполярного транзистора з гетеропереходом (HBT) SiGe, розглянута структура відповідає 0,25 мкм технології BiCMOS7G. Вдосконалення технології SiGe досягається в основному зменшенням розмірів пристрою та розробкою його архітектури для поліпшення радіочастотної ємності. Цікавою розробкою є впровадження ізоляції мілких та глибоких канавок. Вона дозволяє значно зменшити паразитні ємності та забезпечити плоску топографію після епітаксії основи SiGe. Недоліком такого впровадження є підвищення температури в пристрої через явище самонагрівання. Це відповідає внутрішньому тепловиділенню на транзисторних переходах. Для оптимізації цього ефекту ми розглянемо модель неізотермічного енергетичного балансу (NEB), засновану на методі кінцевих елементів та двовимірному тепловому моделюванні. Ця модель враховує, зокрема, температуру носіїв та надлишкові ефекти, що виникають у діапазоні розмірів розглянутих пристроїв. Потім проводиться аналіз впливу ізоляції канавок (мілких та глибоких) на електричні характеристики радіочастотного HBT SiGe з урахуванням теплового переносу носіїв. Для реалізації електротермічного моделювання використовували програмне забезпечення SILVACO-TCAD, яке поєднує модуль Athena (технологічний процес) та модуль Atlas. Ми змоделювали статичний коефіцієнт підсилення, динамічні характеристики (fT, fmax) та проаналізували розподіл тепла з ізоляцією канавок та без неї. Показано, що в сучасних структурах HBT SiGe з ізоляцією канавок та при режимах високої потужності температура решітки може значно перевищувати 300 К, і тому електричні характеристики , fT, fmax значно погіршуються. Отримані результати узгоджуються з деякими опублікованими експериментальними даними.

Перелік посилань