锗硅HBT雪崩外延层有效厚度计算方法及雪崩电流计算方法

摘要

本发明提供一种锗硅异质结双极晶体管(HBT)雪崩外延层有效厚度计算方法及雪崩电流模型，可根据锗硅HBT的各端点偏压条件和所处环境温度计算该晶体管的雪崩电流。模型参数包括雪崩电流的曲率决定电压VAVL，晶体管雪崩常数An和Bn，集电极-基极结扩散电压Vdc，晶体管发生热载流子现象的临界电流Ihc，参考温度下雪崩外延层的有效厚度WAVLTref以及该有效厚度随温度线性变化的一、二阶温度系数WAVLT1、WAVLT2。本模型结合传统双极晶体管的雪崩电流计算方法，创新性地提出雪崩外延层有效厚度的温度变化公式和雪崩电流温度变化参数，并进一步提出了可随温度变化的锗硅异质结双极晶体管雪崩电流数学模型，提高了对不同温度下锗硅双极型晶体管进行模拟仿真的精确度。

主权项

一种锗硅异质结双极晶体管HBT雪崩外延层有效厚度计算方法，其特征在于，在测量得到一参考温度下雪崩外延层有效厚度的基础上增添修正项，对晶体管雪崩外延层的有效厚度随环境温度变化的情况进行修正，该修正项为晶体管所处的环境温度与参考温度的差的二阶或者二阶以上多项表达式，其相应系数通过采用传统双极晶体管模型对锗硅异质结双极晶体管在不同温度下进行参数提取而得到；采用晶体管所处的环境温度Temp与参考温度Tref的差的二阶多项式来表示雪崩外延层的有效厚度WAVL，具体表达式为：WAVL＝WAVLTref‑(Temp‑Tref)·WAVLT1‑(Temp‑Tref)2·WAVLT2；其中，WAVLTref表示参考温度下的雪崩外延层的有效厚度，WAVLT1表示雪崩外延层的有效厚度随温度线性变化的一阶温度系数，WAVLT2表示雪崩外延层的有效厚度随温度线性变化的二阶温度系数；其中，所述晶体管所处的环境温度Temp的取值范围为0℃至125℃。