• 한국진공학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.29-34
• /
• 2005

실리콘-게르마늄 바이시모스(SiGe BiCMOS) 소자 제작시 발생하는 실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터(SiGe HBT) 열화 현상에 대하여 고찰하였다. 독립적으로 제작된 소자에 비해 SiGe BiCMOS 공정에서의 SiGe HBT소자는 얼리 전압(Early voltage), 콜렉터-에미터 항복전압 및 전류이득등의 DC특성이 열화되고 상당한 크기의 베이스 누설전류가 존재한다는 것을 알 수 있었다. 또한 AC 특성인 차단주파수(f/sub T/) 및 최대 진동주파수(f/sub max/)도 1/2이하로 현저하게 저하되는 것을 확인하였다. 이는 고온의 소오스-드레인 열처리에 의한 붕소의 농도분포 변화가 에미터-베이스 및 콜렉터-베이스 접합 위치에 변화를 주고, 결국 실리콘-게르마늄 내에서의 접합 형성이 이루어지지 않아 전류 이득이 감소하고 기생 장벽이 형성되어서 발생한 현상이다.

• 한국진공학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.239-250
• /
• 2003

실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터 (SiGe HBT)에서 발생하는 신뢰성 열화 현상을 고찰하였다. SiGe HBT의 경우에 전류이득 감소, AC특성 저하, 오프셋 전압이 자주 관찰되는데 그 원인으로는 각각 에미터-베이스 역 바이어스 전압 스트레스, 과도촉진확산 (transient enhanced diffusion), 공정 변동 (fluctuation)에 따른 베이스-콜렉터 접합 특성 저하를 들 수 있다. 에미터-베이스 접합에 역 바이어스 전압 스트레스가 걸리면 에미터-베이스 접합면의 테두리 부분에서 높은 에너지를 가지는 전자와 정공들이 생성되고, 이들 전자와 정공들이 실리콘-산화막 계면 및 산화막 내부에 전하를 띈 트랩을 생성하기 때문에 재결합에 의한 베이스 누설전류가 증가하여 소자의 전류이득은 크게 감소하게 된다. 에미터-베이스 접합과 외부 베이스의 거리가 임계 값보다 짧을 때에는 소자의 차단주파수($f_t$)가 감소하게 되는데 이것은 외부 베이스 이온주입에 의하여 내부 베이스 내의 도펀트의 확산이 촉진되어 나타나는 현상이다. 외부 베이스 이온주입 에너지가 충분하지 않은 경우에는 콜렉터-베이스 접합의 턴온 전압이 감소하여 전류-전압 특성 곡선에서 오프셋 전압이 발생하게 된다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제7권4호
• /
• pp.274-280
• /
• 2007

This paper demonstrates an efficiency improvement of the class E power amplifier (PA) by tuning-out the input capacitance ($C_{IN}$) of the power HBT with a shunt inductance. In order to obtain high output power, the PA needs the large emitter size of a transistor. The larger the emitter size, the higher the parasitic capacitance. The parasitic $C_{IN}$ affects the distortion of the voltage signal at the base node and changes the duty cycle to decrease the PA's efficiency. Adopting the L-C resonance, we obtain a remarkable efficiency improvement of as much as 7%. This PA exhibits output power of 29 dBm and collector efficiency of 71% at 1.9 GHz.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제5권1호
• /
• pp.8-13
• /
• 2005

The InGaP/GaAs hetero-junction bipolar transistor(HBT) monolithic voltage-controlled dielectric resonator oscillator(VCDRO) is first demonstrated for a Ku-band low noise block down-converter(LNB) system. The on-chip voltage control oscillator core employing base-collector(B-C) junction diodes is proposed for simpler frequency tuning and easy fabrication instead of the general off-chip varactor diodes. The fabricated VCDRO achieves a high output power of 6.45 to 5.31 dBm and a wide frequency tuning range of ]65 MHz( 1.53 $\%$) with a low phase noise of below -95dBc/Hz at 100 kHz offset and -115 dBc/Hz at ] MHz offset. A]so, the InGaP/GaAs HBT monolithic DRO with the same topology as the proposed VCDRO is fabricated to verify that the intrinsic low l/f noise of the HBT and the high Q of the DR contribute to the low phase noise performance. The fabricated DRO exhibits an output power of 1.33 dBm, and an extremely low phase noise of -109 dBc/Hz at 100 kHz and -131 dBc/Hz at ] MHz offset from the 10.75 GHz oscillation frequency.

• 한국재료학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.470-475
• /
• 2002

The effects of the conditions of the collector formation on electrical characteristics of the packaged SiGe hetero-junction bipolar transistors (HBT) were investigated. While the DC characteristics of SiGe HBTs such as IV characteristic, forward current gain, Early voltage, and breakdown voltage were hardly changed after packaging, the AC characteristics such as $f_{\tau}\; and\; f_{max}$ were degraded severely. With the rise of the collector concentration, the break-down voltage decreased but the $f_{\tau}$ increased. Additionally, $\beta$ and $f_{\tau}$ values were kept high in the range of elevated collector current due to the increase of the critical current density for the onset of the Kirk effect. The devices As implanted before the collector deposition showed lower breakdown voltage and higher $f_{\tau}$ than the others, which seems to be originated from the As up-diffusion resulting in the thinner collector.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.62-64
• /
• 2004

초고속 RF IC의 핵심소자인 SiGe에피텍시층을 가진 이종양극트란지스터 (hetero junction bipolar transistor: HBT)를 0.35um급 CMOS공정으로 제작하였다. 이때 IOW $V_{BE}$영역에서의 Current Gain의 선형성을 향상시키기 위하여 Capping 실리콘의 두께를 200과 300${\AA}$으로 나누고 EDR (Emitter Drive-in RTA)의 온도와 시간을 900$\~$1000C, 0$\~$30sec로 각각 변화시키면서 최적조건을 알아보았다. 실험범위 내에서의 최적공정조건은 300${\AA}$의 capping 실리콘과 975C-30sec의 EDR조건이었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권9호
• /
• pp.897-903
• /
• 2011

본 논문에서는 InGaP/GaAs hetero-junction bipolar transistor(HBT)를 이용하여 900 MHz에서 동작하는 1 W급 선형 전력 증폭기를 설계 및 검증하였다. 온도 변화에 따른 증폭기의 특성 변화를 최소화하기 위해 능동 바이어스 회로를 구성하였다. 전류 붕괴(current collapse)와 열 폭주(thermal runaway)를 방지하기 위하여 ballast 저항을 삽입하여 전력 증폭기의 성능 및 신뢰성을 최적화하였다. 제작된 선형 전력 증폭기는 중심 주파수 900 MHz의 one-tone 신호를 사용하였을 때, 17.6 dB의 전력 이득과 30 dBm의 OP1dB를 가지며, 이때 44.9 %의 PAE를 갖는다. 또한, two-tone 신호를 인가하였을 때, 20 dBm의 평균 출력 전력에서 47.3 dBm의 매우 높은 OIP3를 갖는다.

• 한국진공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.229-237
• /
• 2005

바이어스 스트레스 인가 후에 발생하는 실리콘-게르마늄 이종접합 바이폴라 트랜지스터(SiGe HBT)의 열화현상을 고찰하였다. SiGe HBT가 바이어스 스트레스에 일정 시간 노출되면 소자 내부의 변화에 의하여 소자 파라미터가 원래 값으로부터 벗어나게 된다. 에미터-베이스 접합에 역방향 바이어스 스트레스가 걸리면 전기장에 의해 가속된 캐리어가 재결합 중심을 생성하여 베이스 전류가 증가하고 전류이득이 감소한다. $140^{\circ}C$ 이상의 온도에서 높은 에미터 전류를 흘려주는 순방향 바이어스 전류 스트레스가 가해지면 Auger recombination이나 avalancHe multiplication에 의해 형성된 핫 캐리어가 전류이득의 변동을 유발한다. 높은 에미터 전류와 콜렉터-베이스 전압이 동시에 인가되는 mixed-mode 스트레스가 가해지면 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스의 경우와 마찬가지로 베이스 전류가 증가한다. 그러나 miked-mode 스트레스 인가 후에는 inverse mode Gummel 곡선에서 베이스 전류 증가가 관찰되고 perimeter-to-area(P/A) 비가 작은 소자가 심각하게 열화되는 등 에미터-베이스 역방향 바이어스 스트레스와는 근본적으로 다른 신뢰성 저하 양상이 나타난다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.367-370
• /
• 2004

초고속 RF IC의 핵심소자인 SiGe 에피텍시층을 가진 이종양극트란지스터(hetero junction bipolar transistor: HBT)를 0.35㎛급 Si-Ge BiCMOS공정으로 제작하였다. 낮은 VBE영역에서의 current gain의 선형성을 향상시키기 위하여 SiGe에피텍시층의 결함밀도를 감소시킬 수 있는 캐핑실리콘의 두께와 EDR온도의 최적화 공정조건을 알아보았다. 캐핑 실리콘의 두께를 200Å과 300Å으로 나누고 초고속 무선통신에서 요구되는 낮은 노이즈를 위한 EDR(Emitter Drive-in RTA)의 온도와 시간을 900-1000℃, 0-30 sec로 각각 변화시키면서 최적조건을 확인하였다. 실험범위 내에서의 최적공정조건은 300Å의 capping 실리콘과 975℃-30sec의 EDR 조건을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제6권2호
• /
• pp.92-97
• /
• 2006

In this paper, a fully integrated Ku-band tripler differential MMIC voltage controlled oscillator(VCO), which consists of a differential VCO core and two triplers, is developed using high linearity InGaP/GaAs HBT technology. The VCO core generates an oscillation frequency of 3.583 GHz, an output power of 3.65 dBm, and a phase noise of -96.7 dBc/Hz at 100 kHz offset with a current consumption of 30 mA at a supply voltage of 2.9 V. The tripler shows excellent side band rejection of 23 dBc at 3 V and 12 mA. The tripler differential MMIC VCO produces an oscillation frequency of 10.75 GHz, an output power of -13 dBm and a phase noise of -89.35 dBc/Hz at 100 kHz offset.