5、高性能Si和SiGe双极技术及其高速电路应用

高性能Si和SiGe双极技术及其高速电路应用

在当今信息时代，对高速、高效电子电路的需求与日俱增。Si和SiGe双极技术凭借其独特的优势，在高速电子领域展现出巨大的潜力。本文将深入探讨Si和SiGe双极晶体管技术的特点、发展以及在高速电路中的应用。

1. Si和SiGe双极技术概述

在Si双极晶体管（BJT）和SiGe异质结双极晶体管（HBT）中，自对准结构对于提升高速和高频特性至关重要。这种结构能够有效降低寄生电容和电阻，从而充分发挥晶体管的内在性能。

在制造过程中，除了常用的工艺技术外，还采用了选择性金属沉积来形成电极，以及Si/SiGe多层的选择性外延生长。为了提高本征速度和截止频率，对于Si BJT采用浅扩散工艺，而对于SiGe HBT则使用渐变Ge分布的SiGe基极层。这些措施通过自对准结构的协同效应，实现了高最大振荡频率和小的发射极耦合逻辑（ECL）门延迟。

2. Si BJT技术的发展与应用

为了提高Si BJT的工作速度，采取了一系列措施：
- 降低寄生电容 ：采用具有多晶硅发射极和基极电极的自对准结构。
- 缩短基极渡越时间 ：应用各种扩散工艺形成浅发射极/基极轮廓。
- 降低基极电阻 ：多晶硅电极与自对准晶体管结构的结合，利用其低电阻和发射极与基极电极之间的短间距，起到了一定的作用。然而，由于精细制造技术导致发射极周围多晶硅电极电阻增加，链路基极电阻成为基极电阻的主要组成部分，基极电阻并未得到大幅降低。

一种具有自对准堆叠金属/原位掺杂多晶硅（SMI）基极