由於Si/SiGe/Si所具有的異質性介面特性,以及與主流Si-技術製程的相容性,將開啟新一代微電子技術潮流,其元件應用主要可分為兩大類:一.Heterojunction Field Effect Transistor(HFET);二.Heterojunction Bipolar Transistor(HBT)。其中HBT首先驗證於1988,之後就有快速進展,截止頻率從開始的30GHz推到目前130GHz,直逼GaAs特性。今天SiGe HBT已漸屬發展成熟技術,正導入量產階段。
隨著無線通訊蓬勃發展,其相關RF ICs需求日益殷切,找尋低成本、高效益、高集積度的製程技術來配合IC設計更是急迫。具有優異高頻特性,以及易與CMOS整合成BiCMOS的SiGe技術,無疑將是最佳選擇,而且預估可涵蓋到更高頻的MMICs,以及高速類比/數位混合式ICs上,目前全世界各大半導體廠商無不開始積極研發或列入下一世代重點技術;亦有相當多研究機構進一步將各式高頻/高速主動元件和被動元件與SiGe HBT整合,應用在Millimeter Wave Sensor、Communication上,以及利用SiGe/Si異質性結構製作Optoelectronics元件,應用在OEICs產品上;可說是一種甚具實用性與前瞻性的技術。
本文首先扼要闡述SiGe HBT元件物理與特性,據此與其它技術的元件如CMOS、Bipolar、GaAs(MESFET、HBT)作一廣汎的比較,以瞭解各種技術應用在高頻/高速ICs的利基所在。接著討論SiGe HBT的關鍵製程技術,包括各式SiGe薄膜成長技術、不同元件結構、和SiGe BiCMOS整合技術。
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