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欧盟一个项目DOTSEVEN，基于SiGe HBT工艺开发，技术以及应用的工程项目，欧盟大力发展基于SiGe HBT技术和应用十多年了，有其根本原因。
基于SiGe HBT 技术的应用，比较多的在高速高频的领域。在这里，不得不提及传统上使用的III-V材料的器件，比如最新的技术InP HBT fT , fmax分别达到0.5， 1.1Thz (emitter 宽度130nm, 200nm), 相比DOTSEVEN项目中取得的器件性能， 是有优势的。同时，不断崛起的先进节点，比如28nm,14nm, 7nm等CMOS传统工艺在器件性能上的突飞猛进。  对于III-V族，主要问题在于集成这块，不能和当前的CMOS工艺兼容，节点的缩进由于Surface recombination 的原因非常不给力，同时工艺不稳，模型不准导致良率偏低，使费用大步提升。那么对于CMOS，在高频和高速应用碰到什么问题呢。 上图显示，通过先进的节点，CMOS器件可以达到非常高的性能。  然而，在实际的电路中，晶体管连接到其他晶体管，和器件连接一起的时候，或多或少附带电容，电感和电阻负载。在图2b中显示，CMOS在实际电路中的性能比SiGeC HBT器件下降的幅度大很多。 HBT没有表现出这种严重恶化的原因是它们具有较高的跨导gm和相应的驱动能力。换句话说，具有相同的gm和输入电容比的器件具有同样的fT，但拥有更高gm的器件将从根本上得到更高性能的电路。因为，器件电容将只会或多或少占总电容的一小部分而已。另外CMOS在高频电路中的 1/f noise随着节点的缩小，变得越来越严重，成为一个比较难以逾越的门槛。 我们用上述理念同时比较了市场上非常热门的方向，比如CNFET，Nanowire, FinFET等, SiGe HBT相对来说是gm是最优秀的。按照最新的TCAD仿真预测，SiGe HBT roadmap 目前的极限在ft 1THz, fmax 2 THz. 因此，在很长一段时间内能满足高频高速的应用需求。  2. SiGe HBT 的应用领域 太赫兹或亚毫米频率范围，大致定义为从300 GHz延伸到3太赫兹。从欧盟项目的开发来看，主要面对三个方向，高速传输，雷达，影像和传感领域等。  在高速传输应用这块，相比CMOS工艺的电路，SiGe HBT的实际结果还是非常鼓舞人的，在下图中红色框中，都是基于SiGe HBT工艺实现的应用，没有打框的基于CMOS工艺。 在高速传输应用这块，相比CMOS工艺的电路，SiGe HBT的实际结果还是非常鼓舞人的，在下图中红色框中，都是基于SiGe HBT工艺实现的应用，没有打框的基于CMOS工艺。  在雷达应用这块， 除了早已上市的77-78，79-81GHz雷达，主用于ADAS。同时94GHz雷达应用也已成熟，用于恶劣天气，机场地面监测等。 同时最新开发的应用，实现的频率已经达到240GHz, 60GHz带宽，2.57毫米的分辨率。 总的来说，基于SiGe HBT的应用从欧盟项目十几年的发展和规划来看，非常值得国内借鉴，也能解决当前国内某些半导体技术方面的壁垒。SiGe HBT的工艺，对CMOS要求并不高，主要取决于HBT器件，相对于其他工艺，国内距离并不是很远，也是可能容易赶上的，希望此篇文章对将来国内SiGe HBT产业发展有参考作用。 |
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