SiGe HBT器件以其高增益、高頻率、低相位噪聲、優(yōu)異的低溫度特性以及較高的發(fā)射極效率等優(yōu)勢(shì)在集成電路中扮演著重要的角色。熱特性是檢驗(yàn)半導(dǎo)體器件性能的重要指標(biāo)之一,因此熱阻分析是SiGe HBT器件研究過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了縮短研發(fā)時(shí)間和降低研發(fā)成本,利用器件模型代替實(shí)物以提取參數(shù)是一種非常有效的途徑。本文主要圍繞SiGe HBT的熱阻分析和參數(shù)提取展開(kāi)。首先,利用TCAD仿真軟件,得到了SiGe HBT器件的電流輸出曲線。然后采用經(jīng)典的熱阻提取方法計(jì)算出器件的熱阻值并且討論了器件的各項(xiàng)尺寸參數(shù)對(duì)熱阻的影響。最后,本文改進(jìn)了帶溝槽器件的熱阻提取方法,提出了計(jì)算金屬層熱阻的簡(jiǎn)便算法。本文主要研究工作包括:1)構(gòu)建了HBT的物理模型,并將其嵌入到TCAD仿真軟件中。2)利用三種經(jīng)典的熱阻提取算法,計(jì)算了SiGe HBT器件的熱阻值。3)通過(guò)TCAD仿真結(jié)果,研究了發(fā)射極寬度、發(fā)射極長(zhǎng)度、發(fā)射極面積、發(fā)射極與基極之間間距等各項(xiàng)器件尺寸對(duì)熱阻的影響。4)提出了一種計(jì)算帶溝槽SiGe HBT熱阻的改進(jìn)方法。這種方法非常簡(jiǎn)便,可以無(wú)需進(jìn)行任何迭代的計(jì)算出器件的金屬層熱阻。本文將該方法得到... 

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HBT熱阻對(duì)IC的影響

華東師范大學(xué)碩士論文第二章14圖2.5HBT熱阻對(duì)VBE的影響2.4減小HBT熱阻的方法本小節(jié)將介紹三種常見(jiàn)的減小HBT器件熱阻的方法：增加熱沉層結(jié)構(gòu)法、多指發(fā)射極設(shè)計(jì)法以及通過(guò)改變器件各項(xiàng)尺寸參數(shù)降低熱阻值的方法。2.4.1熱沉層如果在封裝的時(shí)候?yàn)榫w管加上熱沉層結(jié)構(gòu)，那么晶體管的熱量就會(huì)相對(duì)比較快的散去。器件熱沉層結(jié)構(gòu)以及該結(jié)構(gòu)器件的散熱原理如圖2.6所示，其中圖（a）代表沒(méi)有熱沉層結(jié)構(gòu)時(shí)的器件，此時(shí)熱量向四周分散；圖（b）為采用熱沉層結(jié)構(gòu)時(shí)的器件部分結(jié)構(gòu)。由于添加了熱沉層結(jié)構(gòu)，器件的散熱不再是從半導(dǎo)體結(jié)向四周輻射，而是將熱量先傳遞到熱沉層，然后再傳輸?shù)狡骷酝�。集電極結(jié)Tj封裝RjcTcRcaTa熱熱熱熱IC（a）

華東師范大學(xué)碩士論文第三章19圖3.2SiGeHBT的器件結(jié)構(gòu)在該器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行了器件仿真工作。在仿真之前，需要對(duì)五個(gè)部分進(jìn)行設(shè)置，分別是：Electrode，Physics，Plot，Math以及Solve。因?yàn)楸疚脑谀M時(shí)需要考慮溫度的影響，所以需要在Electrode，Physics以及Solve中加入溫度相關(guān)的命令語(yǔ)句。首先，需要在Electrode部分中加入熱電極的定義。一般用Thermode函數(shù)來(lái)表示：Thermode{{Name="emitter"Temperature=300SurfaceResistance=1e-4}//定義發(fā)射極熱電極溫度為300K；接觸熱阻系數(shù)為1e-4（cm2K/W）{Name="base"Temperature=300SurfaceResistance=1e-4}//定義基極熱電極溫度為300K；接觸熱阻系數(shù)為1e-4（cm2K/W）{Name="collector"Temperature=300SurfaceResistance=1e-4}//定義集電極熱電極溫度為300K；接觸熱阻系數(shù)為1e-4（cm2K/W）{Name="substrate"Temperature=300SurfaceResistance=1e-4}//定義襯底熱電極溫度為300K；接觸熱阻系數(shù)為1e-4（cm2K/W）}

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溝槽型發(fā)射極SiGe異質(zhì)結(jié)雙極晶體管新結(jié)構(gòu)研究[J]. 劉靜,武瑜,高勇.  物理學(xué)報(bào). 2014(14)
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博士論文
[1]SiGe HBT器件及其在LNA電路中的應(yīng)用研究[D]. 張濱.西安電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]GaAs HBT功率放大器的電熱耦合模擬[D]. 常穎.東南大學(xué) 2018
[2]基于MATLAB編程的HBT集成電路溫度分析方法研究[D]. 王世坤.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]SiGe HBT小信號(hào)建模技術(shù)研究[D]. 楊順.山東大學(xué) 2014
[4]20GHz SiGe HBT器件設(shè)計(jì)與工藝研究[D]. 鐘怡.電子科技大學(xué) 2014
[5]鍺硅異質(zhì)結(jié)晶體管的工藝集成設(shè)計(jì)[D]. 陳帆.復(fù)旦大學(xué) 2014
[6]基于0.13μm SiGe HBT工藝的射頻功率放大器設(shè)計(jì)[D]. 王統(tǒng).山東大學(xué) 2012
[7]單晶硅太陽(yáng)能電池鋁背場(chǎng)的特性研究[D]. 陳勇民.中南大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3445709