15、InGaAs/InAlAs HBTs：高速混合信号与毫米波集成电路的关键技术

InGaAs/InAlAs HBTs：高速混合信号与毫米波集成电路的关键技术

在高速电子领域，InGaAs/InAlAs异质结双极晶体管（HBTs）凭借其卓越的性能，成为高速混合信号（M/S）和毫米波（mm - Wave）集成电路（ICs）的理想选择。本文将深入探讨InGaAs/InAlAs HBTs的设计、性能以及相关的制造工艺。

1. 高速逻辑设计投影

为了实现超过200 GHz的逻辑时钟频率，研究人员进行了高速M/S锁存器的缩放研究。基于测试HBTs的测量参数，开发了HBT SPICE模型，其中模型元素（耗尽电容、接触电阻和载流子渡越时间）根据光刻尺寸和层厚度进行计算。通过对ECL主从触发器的最大时钟频率进行模拟，得到了一系列有价值的结果。

1.1 模拟结果分析

以下是不同HBT设计参数下的触发器时钟速度模拟结果：
| 发射极宽度 (μm) | 寄生电阻 (Ohm - μm²) | 集电极宽度 (μm) | 集电极厚度 (Å) | 电流密度 (A/cm²) | 材料 | 基极厚度 (Å) | 基极掺杂 (cm⁻³) | 时钟频率 (GHz) |
| — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 1.2 | 50 | 1.8 | 3000 | 1.0E + 05 | InGaAs | 400 | 4E19Be | 115 |
| 0.7 | 50 | 1.5 | 3000 | 1.0E + 05 | InGaAs | 400 | 4E19Be | 125 |
| 0.7 | 50 | 1.5 | 3000 | 1.0E + 05 | InGaAs | 300 | 4E19Be | 12