一种等温分布的介质槽隔离结构SiGe HBT阵列，应用于无线通信系统、全球定位系统等射频功率集成电路中。由M×N个SiGe HBT单元构成，且每个单元均包含浅槽隔离结构和共用的深槽隔离结构。其中深槽隔离结构用于相邻单元间的隔离，浅槽隔离结构用于单元内部电极间隔离。同时，依据各单元位于SiGe HBT阵列中的位置，浅槽隔离结构深度由中心处向四周呈增大的对称分布；深槽隔离结构距单元中心处长度或宽度按照由中心向两侧呈线性减小的对称分布。与常规SiGe HBT阵列相比，本发明专利技术所述SiGe HBT阵列可有效改善各单元峰值结温分布和功率分布均匀性，进而实现稳态和瞬态热效应的同时改善。
An isothermally distributed dielectric tank isolation sigehbt array
【技术实现步骤摘要】
一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列
本专利技术涉及具有介质槽隔离结构的SiGeHBT阵列，特别是应用于无线通信系统、全球定位系统、汽车雷达等射频功率集成电路中的等温分布介质槽隔离结构SiGeHBT阵列。
技术介绍
采用介质槽隔离结构的SiGe异质结双极晶体管(HeterojunctionBipolarTransistor，HBT)阵列具有噪声低、动态范围广、高频特性优异等特点，现已广泛应用于无线通信系统、全球定位系统、汽车雷达等射频功率集成电路中。图1示例了常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列的结构示意图与纵向剖面示意图，它由M×N个SiGeHBT单元构成；且每个SiGeHBT单元均包含浅槽隔离结构和独立的深槽隔离结构。图2示例了常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中SiGeHBT单元的结构和纵向剖面示意图，每个SiGeHBT单元主要由Si集电区(11)、深槽隔离结构(12)、SiGe基区(13)、SiGe外基区(14)、Si发射区(15)、集电极电极(16)、基极电极(17)、发射极电极(18)和浅槽隔离结构(19)构成。同时，常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中每个SiGeHBT单元均具有相同的深槽隔离结构(12)和浅槽隔离结构(19)。其中深槽隔离结构可有效削弱SiGeHBT单元之间的电学干扰，同时减小集电极-衬底之间的寄生电容；而基极与集电极之间的浅槽隔离结构能够减少基极和集电极之间的泄露电流，从而使得阵列可以承受更大的击穿电压。然而常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中的深槽隔离结构和浅槽隔离结构均采用SiO2等低热导率的材料进行制备，其中室温下SiO2材料热导率仅为Si材料热导率的1/100，因此介质槽隔离结构的存在会导致SiGeHBT阵列中各单元温度分布和功率分布变得非常不均匀，加剧了稳态热效应和瞬态热效应，退化了器件性能，从而严重限制了SiGeHBT阵列的高频大功率应用。因此，如何设计出一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列，即在不增加芯片面积的情况下通过合理优化SiGeHBT阵列中深槽隔离结构和浅槽隔离结构来实现SiGeHBT阵列中各单元稳态温度分布均匀性、功率分布均匀性以及瞬态峰值结温一致性的显著改善，从而实现稳态热效应和瞬态热效应的同时改善，具有重要的理论和现实意义。
技术实现思路
本专利技术公开了一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列。本专利技术的一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列，其特征在于：所述SiGeHBT阵列由M×N个SiGeHBT单元构成，其中M和N均为正整数；所述等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中各个SiGeHBT单元之间经由Si集电区(21)和被Si集电区(21)包围的深槽隔离结构(22)相连；且相邻的SiGeHBT单元之间共用同一个深槽隔离结构(22)；所述SiGeHBT单元包括Si集电区(21)、深槽隔离结构(22)、SiGe基区(23)、SiGe外基区(24)和Si发射区(25)；集电极电极(26)位于Si集电区(21)的上方；基极电极(27)位于SiGe外基区(24)的上方；发射极电极(28)位于Si发射区(25)的上方；所述SiGeHBT单元还包括位于SiGe外基区(24)下方且被Si集电区(21)包围的浅槽隔离结构(29)。所述SiGeHBT单元中浅槽隔离结构(29)的深度依据所述SiGeHBT单元位于SiGeHBT阵列中的位置按照由中心处向四周呈增大的对称形式分布。所述SiGeHBT单元中深槽隔离结构(22)距SiGeHBT单元中心处的长度依据所述SiGeHBT单元位于SiGeHBT阵列中的位置按照由中心处向两侧呈线性减小的对称形式分布。所述SiGeHBT单元中深槽隔离结构(22)距SiGeHBT单元中心处的宽度依据所述SiGeHBT单元位于SiGeHBT阵列中的位置按照由中心处向两侧呈线性减小的对称形式分布。与常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列相比，所述SiGeHBT阵列中心处的SiGeHBT单元自热热阻显著减小，使得SiGeHBT阵列中各单元的稳态温度分布均匀性、功率分布均匀性大幅改善；同时，所述SiGeHBT阵列中心处的SiGeHBT单元自热时间常数也相应减小，此时SiGeHBT阵列中各单元达到稳态热平衡的时间趋于一致，进而实现了稳态热效应和瞬态热效应的同时改善。附图说明结合附图所进行的下列描述，可进一步理解本专利技术的目的和优点。在这些附图中：图1示例了常规的3×3介质槽隔离结构SiGeHBT阵列的结构示意图与纵向剖面图；图2示例了常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中SiGeHBT单元的结构示意图和纵向剖面示意图；图3示例了本专利技术实施例1的结构示意图与纵向剖面图；图4示例了本专利技术实施例1中SiGeHBT单元的结构示意图和纵向剖面示意图；图5示例了常规的3×3介质槽隔离结构SiGeHBT阵列的温度分布；图6示例了本专利技术实施例1的温度分布；图7示例了本专利技术实施例1对各个SiGeHBT单元峰值结温分布均匀性的改善；图8示例了本专利技术实施例1对各个SiGeHBT单元功率分布均匀性的改善；图9示例了常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中各个SiGeHBT单元的瞬态峰值结温随时间变化的曲线；图10示例了本专利技术实施例1中各个SiGeHBT单元的瞬态峰值结温随时间变化的曲线；图11示例了常规的5×5介质槽隔离结构SiGeHBT阵列的结构示意图与纵向剖面图；图12示例了本专利技术实施例2的结构示意图与纵向剖面图；图13示例了本专利技术实施例2对各个SiGeHBT单元峰值结温分布均匀性的改善；图14示例了本专利技术实施例2对各个SiGeHBT单元功率分布均匀性的改善；图15示例了常规的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中各个SiGeHBT单元的瞬态峰值结温随时间变化的曲线；图16示例了本专利技术实施例2中各个SiGeHBT单元的瞬态峰值结温随时间变化的曲线。具体实施方式本专利技术实施例分别以具有3×3个以及5×5个SiGeHBT单元的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列为例，对本
技术实现思路
进行具体表述。本专利技术涉及领域并不限制于此。实施例1：本专利技术实施例公开的一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列，图3示例了本专利技术实施例1的结构示意图，其中本专利技术实施例1由3×3个SiGeHBT单元构成；本专利技术实施例1中各个SiGeHBT单元之间经由Si集电区(21)和被Si集电区(21)包围的深槽隔离结构(22)相连；且相邻的SiGeHBT单元之间共用同一个深槽隔离结构(22)，深槽隔离结构厚度(ld)为4μm；本专利技术实施例中的SiGeHBT单元包括Si集电区(21)、深槽隔离结构(22)、SiGe基区(23)、SiGe外基区(24)和Si发射区(25)；集电极电极(26)位于Si集电区(21)的上方；基极电极(27本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种等温分布的介质槽隔离结构SiGe HBT阵列，其特征在于：/n由M×N个SiGe HBT单元构成，其中M和N均为正整数；所述等温分布的介质槽隔离结构SiGe HBT阵列中各个SiGe HBT单元之间经由Si集电区(21)和被Si集电区(21)包围的深槽隔离结构(22)相连；且相邻的SiGe HBT单元之间共用同一个深槽隔离结构(22)；/n所述SiGe HBT单元包括Si集电区(21)、深槽隔离结构(22)、SiGe基区(23)、SiGe外基区(24)和Si发射区(25)；集电极电极(26)位于Si集电区(21)的上方；基极电极(27)位于SiGe外基区(24)的上方；发射极电极(28)位于Si发射区(25)的上方；/n所述SiGe HBT单元还包括位于SiGe外基区(24)下方且被Si集电区(21)包围的浅槽隔离结构(29)。/n
【技术特征摘要】
1.一种等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列，其特征在于：
由M×N个SiGeHBT单元构成，其中M和N均为正整数；所述等温分布的介质槽隔离结构SiGeHBT阵列中各个SiGeHBT单元之间经由Si集电区(21)和被Si集电区(21)包围的深槽隔离结构(22)相连；且相邻的SiGeHBT单元之间共用同一个深槽隔离结构(22)；
所述SiGeHBT单元包括Si集电区(21)、深槽隔离结构(22)、SiGe基区(23)、SiGe外基区(24)和Si发射区(25)；集电极电极(26)位于Si集电区(21)的上方；基极电极(27)位于SiGe外基区(24)的上方；发射极电极(28)位于Si发射区(25)的上方；
所述SiGeHBT单元还包括位于SiGe外基区(24)下方且被Si集电区(21)包围的浅槽隔离结构(29)。
2.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晟，金冬月，张万荣，吴玲，曹路明，贾晓雪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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