4、高性能硅和硅锗双极技术及电路解析

高性能硅和硅锗双极技术及电路解析

1. 高性能硅锗技术概述

高性能硅锗（SiGe）技术在高速电路领域展现出了卓越的性能。它通过独特的器件结构和工艺，实现了小电容、小寄生串联电阻等优势，为高速电路的设计提供了有力支持。

1.1 SiGe 器件制造

1.1.1 器件结构

SiGe npn 晶体管的结构具有独特的优势。其采用选择性生长的集电极区域进行隔离，SiGe 基极通过选择性外延生长集成到双多晶硅自对准发射极 - 基极结构中。这种结构不仅能提供小电容和小寄生串联电阻，还具有准自对准的基极 - 集电极结构，有效降低了基极 - 集电极电容。

以下是 SiGe HBT 的制造流程：

graph LR
    A[定义发射极区域] --> B[调整集电极掺杂水平]
    B --> C[形成氮化硅间隔层]
    C --> D[湿法蚀刻 CVD 氧化物]
    D --> E[生长渐变 SiGe 基极和硼掺杂硅帽]
    E --> F[去除氮化硅间隔层]
    F --> G[形成间隔层分离发射极和基极]
    G --> H[沉积发射极多晶硅]
    H --> I[快速热退火扩散发射极]
    I --> J[四层金属化处理]

1.1.2 制造步骤

1. 定义发射极区域 ：在 100 nm 厚的 CVD 氧化物层上图案化氮化物/氧化物/p⁺ - 多晶硅三明治结构。