7、自对准 Si BJT/SiGe HBT 技术及其在 40-Gb/s 光纤链路中的应用

自对准 Si BJT/SiGe HBT 技术及其在 40-Gb/s 光纤链路中的应用

在高速通信领域，40-Gb/s 光纤链路系统对于数据的快速传输和处理有着极高的要求。自对准选择性外延生长（SEG）SiGe 基异质结双极晶体管（HBT）凭借其独特的结构和性能，成为了实现高速、高效通信的关键技术之一。下面将详细介绍 SiGe HBT 的相关技术及其在 40-Gb/s 光纤链路系统中的应用。

1. SiGe 层的选择性外延生长及 SiGe HBT 的潜力

1.1 UHV/CVD 系统及实验条件

UHV/CVD 系统用于 Si 和 SiGe 层的选择性外延生长，其结构和工作原理如下：
- 反应腔抽气 ：通过涡轮分子泵（TMP）对反应腔进行抽气，以降低 H₂O 和氧气等污染气体的分压，腔室的基压约为 1×10⁻⁶ Pa。
- 负载锁定腔 ：使用负载锁定腔防止反应腔暴露在空气中。
- 晶圆加热 ：晶圆放置在基座上，通过射频感应线圈加热。
- 腔壁温度控制 ：为防止 Si 在腔室沉积和金属污染，通过循环导热油将不锈钢壁的温度保持在 5°C。
- 高压 H₂ 预清洗 ：使用旁路管线和电导阀进行高压 H₂ 预清洗。

晶圆表面通过浸入 HF 溶液用氢终止，但这种终止并不完美，因此还采用了高压 H₂ 预清洗用于低温外延生长，清洗后可完全去除晶圆表面的氧和碳等污染物。

选择性外延生长仅使用用 H₂ 稀释的 Si₂H₆ 和