【正文】 電光調(diào)制基于晶體和各向異性聚合物中的線性電光效應，即電光材料的折射率n隨施加的外電場E而變化，即n=n（E）。最有用的調(diào)制器是電光調(diào)制器和電吸收調(diào)制器。圖1 調(diào)制方式比較理與模擬強度調(diào)制相同，只要用脈沖波取代正弦波即可，如圖2(b)所示。光纖通信常用IM／DD方式，即用電信號直接調(diào)制光載波的強度(1M)，在接收端用光電二極管直接檢測(DD)光信號，恢復發(fā)射端的電信號。關(guān)鍵詞 光調(diào)制；IM/DD；MZ調(diào)制器；SCM；電吸收調(diào)制器；微機械光開關(guān)1 光調(diào)制調(diào)制是用數(shù)字或模擬信號改變載波的幅度、頻率或相位的過程。uppen A and Erben U ,SiGekey technology for economic solutions in high frequency, GaAs 98 Conf. Proc. (London: Miller Freeman) 1998: 19920412 Cressler J D, SiGe HBT technology: a new contender for Sibased RF and microwave circuit applications, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 1998,46: 57289 13 Patton ，Iyer ， Delage ，Tiwari Stork, ，Silicongermanium base heterojunction bipolar transistors by molecular beam epitaxy IEEE Electron Device Letters , Apr 1988,Vol. 9 : 165 167 14 King ，Hoyt ， Gronet .， Gibbons ，Scott M and Turner J，Si/Si1xGex heterojunction bipolar transistors produced by limited reaction processing, IEEE Electron Device Letters , Feb 1989Volume: 10 Issue: 2 pp. 52 5415 Harame D L, Comfort J H, Cressler J D, Crabb′e E F, Sun J YC, Meyerson B S and Tice T,Si/SiGe epitaxialbase transistors: part Imaterials, physics, and circuits, IEEE Trans. Electron Devices,1995, 40 :4556816 Harame D L, Comfort J H, Cressler J D, Crabb′e E F, Sun J YC, Meyerson B S and Tice T,Si/SiGe epitaxialbase transistors: part Ⅱprocess integration and analog applications, IEEE Trans. Electron Devices，1995 : 4698217 Gotzfried R，Beisswanger F.，Gerlach S，Schuppen A， Dietrich H，Seiler U， Bach and Albers J，RFIC39。s and related noise equations applied to microwave bipolar transistors, and a new expression for the frequency and current dependent noise figure， SolidState Electron., 1977, 20: 19168 Jain S C，Decoutere S，Willander M and Maes H E, SiGe HBT for application in BiCMOS technology:Ⅱ.Design,technology and performance,. 2001,16:6785,9 K168。LNA。s with advanced Si CMOS to form an SiGe BiCMOS technology represents a unique opportunity for Sibased RF systemonachip solutions. SiGe HBT technology is reviewed and its application for RF systems is also discussed. Keywords SiGe。在未來的發(fā)展中，Si基器件仍將是市場的主流。其應用領域已經(jīng)擴展到無線通信、光纖通信等各種數(shù)字、模擬或混合電路中。對于Q值，三種變?nèi)荻O管的Q值都和串聯(lián)電阻有關(guān)。注入型的結(jié)型二極管的線性度較好但調(diào)諧范圍小。 變?nèi)荻O管 變?nèi)荻O管的關(guān)鍵參數(shù)是調(diào)諧范圍和Q值。改變有效襯底電阻可以減小在襯底上的損耗。優(yōu)化電感設計時涉及的主要寄生元件是：螺旋串聯(lián)電阻（R1），襯底電阻（RR3）以及螺旋線和襯底間的寄生電容（CC2）。這在HBT工藝中可以用穿透注入來實現(xiàn)。MOS電容單位面積電容值最大，而MIM電容的Q值最高，在2GHz可達70－80。 BiCMOS TaN電阻的容差為10％左右，[33]。精確控制多晶硅厚度、淀積過程、注入劑量和熱處理過程可以減小電阻容差。 電阻 電阻的關(guān)鍵參數(shù)是容差、寄生電容、溫度系數(shù)和電壓系數(shù)。使用SiGe技術(shù)，VCO可以完全單片集成。理想的VCO應該是沒有相位噪聲，調(diào)諧范圍大，對溫度、輸出負載變化和供給電壓變化都不敏感。640μm2器件可以在飽和條件下仍能維持70％的PAE，在ACP＝46dBc時PAE為44％。ACPR定義為相鄰通道的失真功率和在信號帶寬內(nèi)信號功率的比值[24]。它定義成：η＝Prf,out/(Pdc+Prf,in) (14)PAE＝（Prf，out－Prf，in）/PDC (15)這里，Pout為輸出功率，Pin為輸入功率，PDC為直流功率。SiGe BiCMOS則帶來了功率放大領域的革命。  CDMA LNA電路[28]。表2 不同器件的RF應用的性能比較DeviceGain(dB)Noise(dB)Pdc(mW)OIP3(dBm)Linearity EfficiencyDRMIBM SiGe1427251226GaAs HBT251124GaAs HJEFT17602852PHEMPT240648Si BJT（High Ft）17141749Si BJT（High Ft）14230206Si BJT（High Ft）1011 表2[24]概括了SiGe HBT器件和其他商用RF設計技術(shù)的比較。合適的LNA設計是當今通信電路的關(guān)鍵之一。在高頻電路中，SiGe器件得到廣泛的應用。NEC已經(jīng)報道了用于20Gb/ HBT，其fT為60GHz。圖10顯示了SOI襯底上制備SiGe HBT的剖面圖。這樣在集電結(jié)上形成一正向電場，從而形成一個阻礙電子進入集電區(qū)的勢壘[25]。集電極寄生勢壘和外加偏壓關(guān)系很大，并影響到厄利電壓[18]。外擴散可能發(fā)生在熱處理過程，也可能在沒有控制好摻雜的情況下發(fā)生。目前主要采用差分或選擇和非選擇相結(jié)合的雙多晶硅自對準工藝，和現(xiàn)有的Si BiCMOS具有較好的兼容性。第三，它不需要LOCOS和刻蝕隔離[23]。這種方法有三大優(yōu)點。然后在發(fā)射區(qū)窗口選擇生長Si帽層。圖7 選擇外延 圖8 選擇和非選擇外延相結(jié)合的工藝制備SiGe HBT 選擇外延工藝 該技術(shù)中，在外延基區(qū)之前在發(fā)射區(qū)窗口中形成一個p+多晶硅外基區(qū)懸臂，如圖7所示。多晶硅發(fā)射區(qū)是在離子注入或原位摻雜的n+多晶硅層上擴散砷形成的，典型溫度為1000176。差分外延基區(qū)可以和通常的多晶硅發(fā)射區(qū)基結(jié)合（如圖6），這樣它就具有和現(xiàn)存的Si BiCMOS工藝兼容的特點。盡管如此，因為基區(qū)電阻和基區(qū)/收集區(qū)電容極小，該結(jié)構(gòu)獲得了160GHz的fmax。以發(fā)射極金屬作掩膜自對準地制作基區(qū)接觸，然后刻出收集極臺面和制作收集極接觸。 臺面工藝 非鈍化的雙臺面(NPD臺面)工藝和鈍化的雙臺面工藝由DBAG/TEMIC小組發(fā)展。  可以看出，Temic方案設計的SiGe HBT和GaAs HBT結(jié)構(gòu)類似，是一種真正意義上的異質(zhì)結(jié)晶體管，IBM設計則延續(xù)了多晶硅同質(zhì)結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)，是一種“贗”異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該方案的主要特點在于SiGe基區(qū)很薄，Ge組分高、基區(qū)高摻雜。（b）自對準基區(qū)接觸。電流增益β在SiGe HBT中可以單獨控制。R表示電阻，下標s、b、e和c分別表示源、基極、發(fā)射極和收集極。模擬中用到了Hawkin模型[7]。電阻的減小是空穴遷移率提高的結(jié)果。下面的公式表明這兩個渡越時間都因為Ge的摻入而減小，所以fT得到很大的提高。 SiGe HBT的交流特性 SiGe HBT的交流頻率主要由兩個參數(shù)表征：交流截止頻率fT和最大振蕩頻率fmax。βVA值越大，輸出電流對偏置電壓的波動越不敏感，輸出越穩(wěn)定。成步文，男，副研究員，主要研究方向為SiGe HBT在高頻電路中的應用及其與Si基探測器的集成是后者的特例，下面主要討論的是基區(qū)梯形Ge含量分布的SiGe HBT。
SiGe HBT中以SiGe材料作基區(qū)，由于Ge在Si中的引入，使基區(qū)禁帶寬度變小，能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變（圖1）。而今，IBM正在致力于發(fā)展350GHz以上的SiGe HBT單管[4]。關(guān)鍵詞 SiGe；HBT；LNA；PA；無源器件；射頻一 引 言早在19世紀50年代中期, [1]。參考文獻：（略）更正：“羅蘭園（一）”一文中式（f2)有誤，該式應為：Cos(α)+Cos(β)=0 (f2) 敬請讀者見諒。平板波導起到鏡頭的聚焦作用。圖6給出了AWG的功能結(jié)構(gòu)圖。 圖5是羅蘭光柵的實驗結(jié)構(gòu)圖之一。那么弧AB的方程為：（xR)2+y2=R2（3）并有 x2+y22xy=0（4）取弧AB上任意一個點D，設QO=ρ1 OP=ρ2，∠QOC=θ1，∠COP=θ2（5）令 QD=r1 DP=r2（6）假定Q是一個狹縫，由它發(fā)出的一束光經(jīng)D點到P點的光程可表達為 QDP=r1+r2 （7）而Q，P點的坐標點分別為Q：ρ1cos(θ1)；ρ1Sin(θ2）（8） P：ρ2Cos(θ2)；ρ2Sin(θ2）（8’）因為點D是在弧AB上，它的坐標為D：；（9）光程QDP為QDP=r1+r2=+Ry時，上式可進行泰勒展開取至y2，略去高階小量項得到：=Ry2/2Ry3/8R3…… r1+r2= ＋將根號內(nèi)的平方項展開并略去y3及以上的各高次項得到 r1+r2=對上式的根號進行泰勒展開并略去y3及更高次項可得到r1+r2=+(11)因為弧AB（圖4）上相鄰的兩個點Gj，Gj+1的y坐標之差為一個常數(shù)，所以對光柵效應的公式（2）相當于要求式（11）對y求微商且應為常數(shù)。如圖3所示。可以用廣義光柵來證明羅蘭園滿足光柵方程。如果在園K上的S點處是一個狹縫，從S處出射一束光投射到光柵AB上，這束光被光柵衍射，衍射光束能成像在同一園K的另一個點P上。它既有平面光柵的色散功能又有凹面鏡的聚焦成像功能。圖1 廣義光柵結(jié)構(gòu)示意圖 圖2 羅蘭園的結(jié)構(gòu)示意圖 如圖1所示，假定空間有一系列的點G1，G2，G3，……GN,如果它們對空間矛一對點Q，P，能滿足下列條件：QGjPQGj+iP=常數(shù)=2mπ……（1）（1）式所表達的物理意義是：若Q是一個入射狹縫，P是一個接受光譜的面上某一個點，那么QGj為入射狹縫到G上的第j個點的光程，GjP是第j個點到P點的光程，從這相鄰兩個點發(fā)出的兩個子波的相位差為：ΔΦ=2π/λ（QGjPQGj+1P）=常數(shù)=2mπ……（2）（2）式表式相鄰兩個空間點發(fā)出的子波之間的相位差等于一個常數(shù)（m為整數(shù)），與空間點Gj的位置無關(guān)。這就是光柵的色散作用，這種成像無需任何透鏡元件或其它光學元件。 在本期刊即將?？H，僅向曾經(jīng)指導、支持和幫助過本刊的科學工作者和熱情讀者們致以衷心謝意。這期間得到了廣大學者、科研工作者和讀者們的大力支持和幫助，特別是受到中科院半導體所王啟明院士和集成光電子學國家聯(lián)合重點實驗室羅毅、黃永箴等老師們的具體指導和幫助。一個平面光柵能把含有各種不同波長的入射光束分離成像在空間不同位置的不同譜級的光譜，除0級光譜外，高于0級的不同波長的譜線能被分開，并依序排列在0級譜線的兩側(cè)。我們可以把這種多波干涉因子加以推廣，提出一個廣義光柵概念，也就是說提出一個廣義光柵效應的概念。一般稱這種光柵為羅蘭光柵或羅蘭園（Rowland circle）。點C是圓弧的曲率中心，AB的曲率半徑為R1=CD，以CD/2=R為半徑，以點O為圓心作一個園K與光柵AB相切于D點。 羅蘭園就是以凹面光柵AB的曲率半徑CD（R1）為直徑的且與AB相切的一