TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 14, No. 1, April 2015, pp. 103 ~ 1 0 9   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 14i1.746 9          103     Re cei v ed  Jan uary 5, 2015;  Re vised Ma rc h 3, 2015; Accepte d  March  20, 2015   Scaling Model for Silicon Germanium Heterojunction  Bipolar Transistors      Engelin Shintade w i  Julian*, Rud y  S .   Wahjudi   Electrical E ngi neer ing D e p a rtment,  T r isakti Univers i t y ,   Jl. Kiai T apa No. 1 Jakarta Ba rat Indones ia 1 141 0,   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : eshinta d e w i j @ yah oo.com       A b st r a ct   In the  past h a lf -century, scal i n g  h a s b een  us ed  to i m prov e semico nductor   devic es  p e rfor ma nce .   In this pap er, w e  study the effects of scalin g o n  SiGe(C) heter oju n c tion bi po lar transistors (HB T s)   perfor m a n ces i . e. cutoff frequency (f T ), maxi mu m fre que nc y of oscillati on  (f ma x ) and g a t e  del ay ( τ g ). T he  SiGe HBT  sc al ing  mod e ls  are  dev elo p e d  fro m   more t han  tw enty years  a ccumul a ted r e ported  d a ta. T h e   results sh ow  that the p eak c u toff freque ncy  show s an  i n cr easi ng tren d w i th e m itter w i dt h scali ng w i th  factor of ~ W E - 0 . 719 the pe ak  maxi mu m fre que ncy of osci ll atio show s a n  i n c r easi ng tre nd  w i th emitter w i dth   scalin g w i th a   factor of ~ W E - 0 .723  and the g a t e del ay sh ow s a d e creas in trend w i th e m itter w i dth scal i n g   with a factor of  ~W E 0.7 7 8 .      Ke y w ords : HBT, SiGe, scaling, m o del    Copy right  ©  2015 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d        1. Introduc tion  Semico ndu ct or device s  ha ve  co ntinuo u s ly  be en  scal ed d o wn in  si ze  over the  p a st fe w   decade s. Smaller devi c e s   are n eede d for several  re aso n s. Th e m a in re ason to make tran sist ors  smalle r i s  to  add m o re  de vices i n  a  given chip  are a . This re sult s i n  chi p s with  more fu nctio n ality  in a  smalle area. Sm aller ICs  allo w m o re  chi p pe r wafe r, re du cing the  chi p   price. It is al so  expecte d that  small e r d e vice s ha s b e tter pe rform a n c e. The n u mb er of tran sist ors pe r chip  has  been  dou bled  every 2 yea r s an d was fi rst ob se rbed  b y  Gord on Mo ore in  196 5 a nd is  co mmo nly  reffere d a s   Moore’s l a w.  For  exampl e ,   the num ber of tran si stors in  Intel  microp ro ce ssors ha doubl ed  every 26 m onth s . The  40 04  proce s sor in tro duced i n  1 9 7 1  ha s 230 0 t r an sisto r s   while  the Xeon pro c e s sor introd uce d  in 200 7 has 8 20 millio n transi s to rs [ 1 ].     Figure 1  and  2 sho w  the  perfo rma n ce  trend s of Si -ba s ed  bip o lar transi s to rs, which   inclu de SiGe  and SiGe HBTs. Th e d a ta points  are accum u late d for more th an two d e ca des   sin c early  1 980 s to  200 0s [2]. T he  cutoff fre que ncy trend  in  Figu re  sh ows that i n  t w o   decade s, the  cutoff frequ e n cy i s  in crea sed  by a  fa ctor  of 30, f r o m  le ss than   10 G H z to  m o re  than 35 0 G H z. The  tren of the gate  d e lay in Fi gur e  2 sho w s that  over th e pa st  two d e cade s the   gate d e lay ha s b een  re du ced by  a facto r  of 1/2 5 , fro m  more tha n   100  ps to le ss tha n  4  ps.  The   Si-ba s ed bip o lar tra n si stors are  suitabl e  for RF  and  mixed-sign al appli c ation s , whi c h nee d h i gh  device  spe e d  but do not  requi re devi c e de nsity a s  high a s  th e digital appl ication s .   The s e   perfo rman ce  trend s a r the evident  result s of co nstant im pro v ement effort s, ultimately  by  vertical an d lateral scali n g ,  suppo rted b y  material an d stru ctural in novation s Over the p a st half-cent ury, scali ng  has  be en  the key to the improv ement of  semi con d u c tor d e vice  pe rf orma nce. Scaling  has work ed  for  all typ e of tran si stors,  incl udin g  the  SiGe dan Si GeC h e teroju nction bi pola r  transi s tors  (HBTs). SiGe  HBTs h a ve SiGe as th e b a se  material  whi c h have small e r ban dga p than that  of Si. The SiGe base give new d egree s o f   freedo m for the desi gn of SiGe HBTs a nd allows  mu ch high er val ues of cutoff freque ncy to be  achi eved tha n  in conventi onal sili con  BJTs. T he i m provem ent in SiGe HBTs perfo rma n ce is  sho w n by the  repo rted SiG e  HBTs  with cutoff frequ en cy excee d ing  350 G H z [3].   Scaling  rule s are de sign rules  whi c h m u st be follo wed while  scali ng do wn geo metry of  s e mic o nd uc to r  d e v ic e s   an d  in te rc o nne c t  lin es . Th ey provide d e vice de sig n  param eters  and   perfo rman ce  paramete r s for a given saling  fa ctor based o n  certai n re quire ment s and   con s trai nts.  Scaling  rule s for CMOS d e vi ce s have  been exten s i v ely develop ed and  used  as a  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  103 – 10 104 tool for  CM O S  perfo rma n ce imp r oveme n t. Even thou gh scaling rul e fo bi pola r  transi s to rs  ha ve  not been ext ensively u s e d  in bipola r  tran sisto r  pe rf orma nce imp r oveme n t, there h a ve be en   several efforts to develop ed scaling ru les for  bipol a r  transi s to r i.e. by Solomon and Tang [ 4 ],  Bellaoua r, Ro sseel and  Ra je  [3].  While  t here a r e rul e s to estimate the gate dela y , as far as our  kno w le dge th ere a r e no d i rect  scaling  rule s to esti mate the cut o ff frequen cy  and maxim u freque ncy of oscillation. In this work, the sc aling mo dels to estim a te the cutoff frequen cy (f T ),  maximum fre quen cy of oscillation (f max ) and gate de lay ( τ g ) for SiGe(C)-hete r oj unctio n  bipol ar  transi s to rs i s  develop ed ba sed o n  publi s hed data ove r  the span of o f  two deca d e s           Figure 1. The  trend of cutof f  frequen cy (f T ) fo Si-bas ed trans is tors  [3]   Figure 2. The  trend of gate  delay ( τ g ) for  Si- based tran si stors [3]       2. State o f  th e Art o f  Bipo lar Transis t o r   Scaling Rules and Scali ng Model De v e lopment  2.1. State o f  the Ar t Bipol ar Transis t or  Scaling Rules   A theory for  scalin g bipol ar transi s to rs fo ECL  circuit s  has b een  de veloped by S o lomon  and Ta ng  sin c e 19 79 a nd  is shown in T able 1 [4]. Th basi c   con c ept in this  scaling theo ry is to  redu ce the d o minant re si stance a nd ca pacita n ce  co mpone nts in  a coo r din a ted  manne r so that  the domina n t delay comp o nents a r e red u ce d pro p o r tionally as the  hori z ontal di mensi o n s  of the  transi s to r are  scaled d o wn . In this way, if a trans i s to r is optinli zed f o r a give n ci rcuit de sign  p o int  before  scalin g, the transi s t o r rem a in s m o re o r  less op timized after  scaling.       Table 1. Solo mon and T a n g  scaling rule s   Parameter Scaling  Rules   Feature  size or emitter-stripe  w i dt h W E  1/ κ   Base doping N B   κ  1.6   Base w i dth W B  1/ κ 0.8   Collector doping  N C   κ  2   Collector current  density  J C   κ  2   Gate dela y   τ g  1/ κ   Scaling fa ctor  κ  > 1         The othe rs bi polar tran sist or scalin g ru l e s have b e e n  develop ed  by Bellaoua r, Rosse e and  Raj e , ho wever de spit e the  differe n t  con s traints  and  app roa c hes a s sumed ,  overall  tren ds  sug g e s ted b u  these  scalin g rul e s fo ke y bipola r  pa rameters a r not sig n ifica n tly far apa rt [3].  For exam ple,  when  emitter stripe  width i s  scale d  by 1 / κ , the gate d e lay is expe ct ed to de cre a se   by 1/ κ     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Scaling M odel for Silicon Germ anium  Heterojunc tion B i polar… (Engelin Shintadewi Juli an)  105 2.2. Data  Col l ection and  Mathem atica l  Model Dev e lopment  Before the  scalin g mod e l s  for SiG e (C) HBT s  a r develop ed, the rel a tion o f  lateral  emitter width   W E  to the  cutoff frequenc y  (f T ), maxi mum  frequency   of oscillati on (f max ) and  gate   delay ( τ g ) d a ta are  colle cte d  from secon dary source s,  i.e. from pub lishe d pap ers over the spa n   of two deca d e s, from 198 9 – 2010 [5] – [67]. The scaling mod e ls  are a s sumed  to have a simple  power eq uati on, for examp l e the cutoff freque ncy (f T   B E T AW f           ( 1 )     Linea rization  of Equation (1) yields:       E T W B A f log log log         ( 2 )     Lea st squ a re  linear  reg r e s sion is then a p p lied for fitting the best lin e to data, and  yields:      i T i E f B W A n , , log log log        ( 3 )     i T i E i E i E f ogW l B W A W , , 2 , , log log log log     ( 4 )       3. Results a nd Analy s is  The correlati on between t he pea cuto ff frequen cie s  (f T ) a nd emit ter strip e  wi dths (W E are p r e s ente d  in Figure 3, whi c h sho w compil ed pu b lishe d data o b tained fro m  SiGe and SiG e HBTs  over th e past two d e ca de s. The  pea k cu toff freque ncy sho w s a n  in cre a s ing trend  wi th   emitter width scaling, with a  facto r   of ~WE -0.719 . It should b e  n o te d, though, th at the data  p o ints  in the  plot a r e spread  an d the  co rrela t ion facto r   (R 2 ) is 0.49,  which  mea n s t here  a r stro ng  relation shi p  b eetwe n f T  and  W E .   Figure 4  sh o w s the trend  of pea k m a ximum fre que n c y of o scill ation f max  over the emitte width, with co rrel a tion facto r  (R 2 ) 0.58, which i s  better  correl ated tha n  the cutoff freque ncy tren d.  A scalin g fact or of ~W E -0.72 3  is extracted ,  which i s  si milar to cutof f  frequen cy trend. Co ntra ry to   our expe ctation  b a se  o n  our previou s   re su lts [69], the p e a k   cu toff frequen cy and th e p eak  maximum fre quen cy of oscillation h a ve simila r increa sing tre nd wit h  emitter widt h scaling.   The correlati on between t he gate d e la y and em itter width are prese n ted in Fi gure  5,  whi c h exhibit s  a de cre a si n g  trend with  emi tter width  scaling, with  a factor of ~W E 0.7782  and the   correl ation fa ctor i s   0.58.  The trend  is l o we r tha n  ex pecte d fro m   scaling  rul e i.e. 1/ κ , however    the trend is  sl ightly higher t han compa r e d  to Rieh with  ~W E 0.725  [3].           Figure 3.  Scaling tren d for peak  cutoff freque ncy (f T );  Tren d equ ations ove r  W E   are al so sho w n,  along  with co rrel a tion facto r  R    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  103 – 10 106     Figure 4.  Scaling tren d for peak ma xim u m frequ en cy of oscillatio n  f ma x           Figure 4. Sca ling trend fo r the gate del ay  τ g       4. Conclusio n   1)  It is sho w n th at lateral  scal ing h a s ben e f icial effe cts  on d e vice  pe rforma nces such   as cutoff freq uen cy, maximum frequ en cy of oscill ation and g a te d e lay.  2)  The pea k cutoff frequen cy sho w s an in crea sing trend  with emitter width scali ng  with  a factor of ~W E -0.719 .   3)  The  pea ma ximum fre que ncy of  o scillat i on  sho w s a n  incre a si ng t r end  with  emit ter   width scali ng  with a facto r  of ~W E -0.723 .   4)  The gate d e l a y sho w a d e crea sing tre nd with  emitt e r wi dth scali ng with a fa ctor of  ~W E 0.778     Referen ces   [1] Intel  Corporation.  Micropr o cessor Quic k Reference Gui de. w w w . i n tel.c o m/p r essroom/kits/   quickr effam.htm. 2010.   [2]  Rieh JS, Gre e nber g D, Stric k er A, F r eema n  G.  Scalin g o f  SiGe Hetero j unctio n  Bip o l a r  T r ansistors Proc. of the IEEE. 2007; 93( 9 ) : 1522-1 5 3 8 [3]  Rieh  JS, Ja ga nnath an  B, Ch en H, Sc ho ne nber g KT , A ngell  D, Ch inth ak ain d i A, F l orke y J, Go lan  F ,   Greenb erg D,  Jeng SJ, Khat er M, Pagette F ,  Schnabe l C ,  Smith P, Stri cker A, Vaed  K, Volant R,   Ahlgr en D, F r eeman G, Stein  K, Subban na  S.  SiGe HBT s   w i th Cut-off F r equ ency of 35 0 GH z . IEDM  T e ch. Digest. 2002: 77 1– 77 4.  [4]  Solom on PM, T ang DD.  Bipol ar circuit scali n g . Dig. Int. Solid-State Circuits Conf. 1979: 86-87.   [5]  Crabbe EF, Patton GL, Stork JMC,  Comfort JH, Me yerson  BS, Sun JYC.  Low  temperatu r e op eratio n   of Si and SiGe  bip o lar trans istors . IEDM  T e c h . Dig. 1990: 17-20.    [6]  Comfort JH, Patton GL, Cressler JD, Lee W ,  Cr abb e EF , Me yerso n  BS,  Sun JYC, Stor k JMC, Lu PF ,   Burgh a rtz JN, Warnock J, Sc illa G, T oh KY,  D’Ag o stino M,  Stanis C, Je n k ins K.  Profil e lever age in   self-ali gn ed e p i t axial Si or SiG e  base b i p o lar  techno lo gy . IEDM T e ch. Digest. 1990: 21-2 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Scaling M odel for Silicon Germ anium  Heterojunc tion B i polar… (Engelin Shintadewi Juli an)  107 [7] Burghartz  JN,  Comfort  JH, P a tton GL, Cr es sler JD, M e yer s on BS, St ork  JMC, Sun  JY- C , Scill a G,   W a rnock J, Gi nsber g BJ, Je nkins  K, T oh KY, Haram e  D L , Mad e r SR.  S ub-3 0  ps  EC circuits us i n g   hig h -f Si and Si Ge epitaxi al b a s e SEEW transistors . IEDM  T e ch. Dig est. 19 90: 297- 30 0.  [8]  Comfort JH,  C r abb e EF , Cr e ssler JD,  Le W ,  S un JYC,   Malino w ski J,  D’Agostino M,  Burghartz JN,   Stork JMC, Me yers on BS.  S i n g le crysta l  e m it ter gap  for e p it axial  Si- a nd S i Gebas e trans i s tors . IEDM  T e ch. Digest.1991: 85 7– 86 0.  [9]  Pruijmboom A,   T e rpstra D, T i mmering  CE, de B oer W B , T h eun issen MJJ,  Slotbo om JW , Hueti ng RJE,  and H a g e raats  JJEW .   Selective-ep itaxia l ba se techn o lo gy  w i th 14 ps EC L gate d e l a y, for low  pow er   w i de-ba nd co mmu n ic ation sys tems.  IEDM T e ch. Digest. 19 9 5 : 747– 75 0.  [10]  Crab be EF , M e yerso n  BS, St ork JMC, H a ra me DL.  Vertica l  profi l e  opti m i z atio n  of very  h i gh fre que ncy   epitax i al Si a n d  SiGe-base b i p o lar trans istors . IEDM  T e ch.  Digest. 19 93: 8 3–8 6.  [11]  Naroz n y P, D a mbkes  H, Ki bbe l H, Kas p e r  E. Si/SiGe  hetero j uncti on  bip o lar  transi s tor made  b y   molec u lar- beam epitaxy IEEE Trans. Electron Dev i ces , 19 89; 36(1 0 ): 236 3–2 36 6.  [12]  F i scher SE, C o ok RK, Kn ep pe r RW , Lan ge  R C Numm y K,  Ahlgr en  DC, R e vitz M, Me yer s on BS.  A 45  GH z  strain ed l a yer SiGe het eroj unctio n  bi p o lar trans ist e r fabricate d  w i th  low  temperat ure ep itaxy IEDM  T e ch. Digest. 198 9: 89 0-89 2.  [13]  Patton GL, Comfort JH, Meyserson BS, Crabb EF, Scilla GJ, Fresart  ED, Stork JMC, Sun JYC ,   Harame DL,  Burghartz JN.  75-GHz ft Si Ge-base  heter oju n ction  bi po l a r transistor.  I EEE Electro n   Device Lett.  19 90; 11(4): 1 71- 173.   [14]  Cressler JD, C o mfort JH, Crabbe EF , Patton GL , Lee W ,   Sun JYC, Stork JMC, and Me yerso n  BS.  Sub-3 0 -ps EC L circuit oper at ion at liq ui d-nit r oge n te mpera t ure usin g self- a lig ne d epit a xi al SiGe-b ase   bipolar transistors.  IEEE Electron Dev i ce Lett .  1991; 12( 4): 166-1 68.   [15]  Crab be EF , Comfort JH, Lee  W ,  Cressler JD,  Me yerson B S , Megda nis C ,  Sun JYC, Stork JMC. 73 - GHz self-alig n ed SiGe-b ase  bipol ar transi s tors  w i th p h o s phor us-do p e d  pol ysil ico n  emitters.  IEEE  Electron D e vic e  Lett.  1992; 1 3 (5): 259- 26 1.  [16]  Gruhle A, Kibb el H, Koni g U, Erben U, Kasp er E. MBEgrow n  S i /SiGe HB T s   w i th hi gh  β , f T , and f ma x IEEE Electron Device  Lett.  19 92; 13(4): 2 06– 208.   [17]  Crab be EF, C o mfort JH, Cre ssler JD, S u n   JYC,  Stork JM C. Hig h-lo w   p o l y s ilic on-em itte r SiGe-b ase   bipolar transistors.  IEEE Electron Dev i ce Lett . 1993; 14( 10): 478- 480.   [18]  Kasper E, Gru h le A, Ki bbe l H .   High sp ee d S i Ge-HBT  w i th very low  bas e sheet res i stivity . IEDM  T e ch.   Digest. 19 93: 7 9–8 1.  [19]  Harame  DL, St ork JMC, Me ye rson BS, Hsu  KYJ, Cotte  J, Jenkins KA, Cressler JD, Restle P, Crabbe  EF , Subba nna  S, T i ce  T E , Scharf BW , Yasaitis JA,  Optimi z a t i on of SiGe HB T technology for hi gh  spee d an alo g  and  mix ed-si gn al ap plic atio ns . IEDM  T e ch. Digest. 199 3: 71 –74.   [20]  Burgh a rtz JN,  Jenki n s KA, Grutzmacher  D A , Sedg w i ck T O, Stanis CL.  Hig h-perform ance  emitter- up/do w n  SiGe  HBT s IEEE El ectron Dev i ce  Lett . 1994; 15( 9): 360-3 62.   [21]  Schup pe n A, G r uhl e A, Er b en  U, Kibb el  H, K oni g U.  M u lti e m itter  fi ng er  SiGe-HBTs with f ma x   u p  to 12 GH z . IEDM T e ch. Digest. 19 9 4 : 377– 38 0.  [22]  Schup pe n A, Erben  U,  Gruh le A, Kib bel  H,  Schumac her  H, Koni g U.  E nha nce d  SiGe  hetero j uncti o n   bip o lar trans istors w i th 160 GH z - f ma x . IEDM T e ch. Digest.1995: 74 3– 74 6.  [23]  Meister T F , Schafer H, F r an o sch  M, Molzer  W ,  Aufinger  K, Scheler  U,  W a lz C, Stolz  H, Boguth S,    Bock J.  SiGe  b a se b i p o lar t e c hno logy  w i th 7 4  GH z  f  an 1 1  ps  gate  del a y . IEDM T e ch.  Digest. 1995:  739- 742.   [24]  Kond o M, Oda K, O hue E, Shimamot o H, T ana be  M, Onai   T ,  W a shio K.  Sub-1 0 -fJ ECL / 68-mA  4.7- GH z  d i vid e r ul tra-low pow er SiGe bas e bi p o lar trans istors  w i th a w edge -shap ed CV D- SiO isolati o n   structure and  a  BPSG-refilled  trench . IEDM T e ch. Dig est. 19 96:  245 –24 8.  [25]  Ahlgr en D, Gilb ert M,  Greenbe rg D, Jeng SJ,  Malin o w ski J, Ngu y e n -N goc  D, Schone nber g K, Stein K,   Groves R, W a l t er K, Hueckel  G, Colavito D ,  F r eeman G, Sund erla nd D,  Harame  DL,  Me yerso n  B.   Manufactur abi li ty de mo nstrati on  of  an  inte g r ated SiG e  HB T  techno logy  for the  an alo g   and  w i reles s   mark etpl ace . IEDM T e ch. Digest. 1996: 85 9 –86 2.  [26]  W a shio K, Ohu e  E, Oda K,  T a nab e M, Shima m oto H, Onai T .   A selective-e p itaxi a l SiGe H B T w i th SMI  electro des feat urin g 9.3-ps E C L-g a te del ay . IEDM  T e ch. Digest. 199 7: 79 5-79 8.  [27]  Oda K, Ohue   E,  T anab e M, Shimam oto H,  Onai T ,  W a shio K,  130 GH z - f T  SiGe  HBT  techno lo gy IEDM  T e ch. Digest. 199 7: 79 1-79 4.  [28]  King  CA, F r ei  MR, Mastrapa squa M, N g  K K , Ki m YO, Johnso n  RW , Mo inia n S, Martin  S, Cong  H-I,  Kleme n s F P , T ang  R, N g u y e n  D, Hs u T - I, Campbe ll T ,  Moll o y  SJ, F r itzin g e r LB, Iva nov   T G, Bourdel l e   KK, Lee C, Ch ya n Y-F ,  Carrol l  MS, Leung C W Very low  co st graded SiG e  base bi po lar transistors fo r   a hig h  perfor m ance  mo dul ar BiCMOS proce s s . IEDM  T e ch . Digest. 199 9: 565 –5 68.   [29] W a shio K, Kon do M, O hue E, Oda K, Ha y a mi R,  T anabe  M, Shimamoto  H, Harada T .   A 0.2- μ m  self - alig ne d SiGe H B T  featuring 1 07-GH z  f T  a nd  6.7-ps ECL . IEDM T e ch. Digest. 1999: 557- 5 60.   [30]  F r eeman  G, Ahlgr en  D, Gree nber g D, Grov es R, H u a ng F ,  Hu go G, Ja ga nnath a n  B, Jen g  S, Jo hns o n   J, Schon enb er g K, Vol ant R,  Subb an na S.  A 0.18  μ m 90 GH z   f T   SiGe HBT BiCMOS, ASIC  compati b le, co pper i n terco n n e ct techno lo gy  for RF  and  mi crow ave ap plic ations . IEDM Tech. Digest .   199 9: 569 –5 72 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  103 – 10 108 [31]  W a shio  K, Oh ue E,  Shim am oto  H, O da K,   Ha yami  R, K i yota Y,  T a n a be M, Ko nd o M,  H a sh i m o t o  T ,   Hara da T .   A 0.2- μ m   180-GH z - f 6.7-ps-ECL  SOI/HRS self a ligned SEG SiGe HB T/CMOS technology   for microw av e and h i g h -spe e d  dig i tal a ppl ic ations . IEDM T e ch. Dig est. 20 00: 741 –7 44.   [32]  Carrol l  M, Iva n o v T ,  Kuehn S, Chu  J, Kin g   C,  F r ei M, Mas t rapasq u a  M, J ohns on  R, N g   K, Moin ian  S,   Martin S, H u a ng  C, Hsu  T ,   Ngu y e n   D, Sin gh  R, Fr i t z i n g e r  L ,  E s r y  T ,  M o l l e r  W ,   K a n e  B ,  A b e l n  G ,   H w an g D, Orp hee  D, L y tle S,  Rob y  M, V i tka v age  D,  Ch esir e D, Ashto n  R,  Shuttle w o r th  D, T homa M,  Choi S, Le w l l e n S, Mason P, Lai T ,  Hsieh H, D ennis D,  Harris E,  T homas  S, Gregor R, Sana P, Wu   W.  COM2 SiGe mo du lar BiC M OS technolo g y for digita l, mix ed-si gn al, and RF  ap plic ations . IEDM  T e ch. Digest. 2000: 14 5-1 48.   [33]  Bock J, Meiste r T F ,  Knapp H ,  Z o schg D, S c hafer  H, Aufi n ger K, W u rzer  M, Boguth S,  F r anosch M,  Stengl R, Schr eiter R, Rest M,  T r eitinger L.  SiGe bip o l a r techno logy for  mi xed di gita l an d ana log ue  R F   app licati ons . IEDM T e ch. Digest. 2000: 745 748.   [34]  Raca nel li M, Schue graf K, Kalb urge A, Kar - Ro y A, Shen  B, Hu C,  Cha p e k D, Ho w a rd  D,  Quon D ,   W ang F ,  U’ren  G, Lao L,  T u  H, Z heng J, Z hang J, Bel l   K, Yin K, Joshi P,  Akhtar S, Vo S, Lee T ,  Shi   W, Kempf P.  Ultra hi gh sp e ed SiGe NP N  for advanc ed  BiCMOS technol ogy . IEDM T e ch. Digest.  200 1: 15.3.1– 1 5 .3.4.  [35]  Ohue E, Ha ya mi  R, Oda K, Shimam oto H, and W a s h io K.   5.3-ps ECL  a nd 7 1 -GH z  sta t ic freque ncy   divid e r i n  self-a lign ed SEG Si Ge HBT . Proc. Bipol ar/BiCM OS Circuits  an d T e chnolo g y   Meetin g. 200 1:   26-2 9 [36]  W a shio  K, Oh ue E, Od a K,  Ha yami  R, T anab M, Sh im amoto  H. A 5 0 - GHz  static fre que nc y d i vi der   and 4 0 -Gb/s MUX/DEM U X usin g self-a l i g ned se lective- epita xial- g ro w t h SiGe HBT s   w i t h  8-ps EC L .   IEEE Trans. Electron Dev i ces . 2001; 48( 7): 1482- 148 7.    [37]  W a shio K, Oh ue E, Ha ya mi  R,  Kodam a A,  Shimam oto H,  Miura M,  Oda  K, Suzumura I,  T o minari T ,     Hashim oto T . Ultrahi gh-s pee d sca led- dow n  self-a lig ne d S E G SiGe HBT s . IEDM T e ch. Digest. 2002:   767- 770.   [38]  Ki yota Y, Hash imoto T ,  Udo  T ,  Kodam a A, S h imamot o H, H a yami R, W a sh io K.  190-GH z  fT 130-GH z   fmax SiGe  HBT s  w i th heavily  do ped  base for m e d  by HCL-fr ee sel e ctive  epitaxy . Proc.   Bipo lar/BiCMO S  Circuits an d T e c hnolog y M eetin g. 200 2: 139-1 42.   [39]  Osten HJ, Lip pert G, Knoll D, Barth  R, Hein eman n B, Rucker H, Schle y  P.  T he effect of carbo n   incor porati on  on SiGe  hete r obi pol ar trans istor perfor m a n ce a nd pr oc ess margi n . IEDM T e ch.  Digest.1 99 7: 803– 80 6.  [40]  Knol l D, He in e m ann B, Osten  HJ, Eh w a ld B,  T illack  B, Schl e y   P, Barth R,  Ma tthes M, Par k  KS, Kim Y,  Win k le r W.  Si/SiGe:C heter oju n ction b i p o l ar transistors  in an epi-fr ee w e ll, singl e-po lysilic o n   techno lo gy . IEDM T e ch. Digest.1998: 70 3–7 06.   [41] Eh w a ld KE, Kn oll D,  Hei nema nn B, Ch an g K ,  Kitc hgessn er  J, Mauntel  R, Lim IS, Steel J, Schle y  P ,   T illack B, W o lff A, Blum K, W i nkler W ,  Piers c hel M,  Ja gd h o ld  U, Barth R ,  Graboll a  T ,  Erzgrab e r HJ ,   Hun ger B, Osten HJ.  Modul ar  integrati on of hig h -perfor m an ce  SiGe:C HBT s  in a deep s u b m icro n, epi- free CMOS pro c ess . IEDM  T e ch. Digest. 19 9 9 : 561-5 64.   [42]  Bock J, Schafer H, K nap p H, Z o schg D, Aufing er K, Wurzer  M, Bogu th S, Stengl R ,  Schreiter R ,   Meister T F High-sp eed S i Ge :C bipo lar tech nol ogy . IEDM T e ch. Digest. 2001: 15. 5.1–1 5 . 5.4.  [43] Oda K, Ohue  E, Suzumura  I, Ha yam i   R, Ko dama A, S h im amoto H, W a s h io K.  S e lf-al i g ned s e l e ctive- epitax i al- g row t h Si Ge C HBT  technolo g y featura i ng 1 70- GH z  fmax.  IEDM  T e ch. Dig est. 2001: 33 2 335.   [44]  Heinemann B,  Knoll D,   Barth  R, Bolze D,  Blum  K, Dre w s J, Eh w a ld KE, Fi scher GG, Kopke K,  Kruger  D, Kurps R, Rucker H, Schle y  P, Winkler W, Wulf H-E.  Cost-effective hig h -perfor m ance  high-v o lta g e   SiGe:C HBTs  with 100 GH z   f T  an d BV CE O  x f T  pro ducts  exc eed ing  2 20 GH z .  IEDM T e ch.  Digest.  2001:   15.6.1– 15.6.4.   [45] Jaga nn athan   B,  Megh ell i  M, R y l y ak ov AV,  Groves RA,  Chint haki ndi  A K , Schna bel  C M , Ahlgre n D,   Freeman G, Stein KJ, Sub b a nna S. A 4.2-p s  ECL rin g -osc illator  in a  285- GHz fmax SiG e  techn o lo g y .   IEEE Electron Device  Lett . 20 02; 23(9): 5 41– 543.   [46]  Knol l D, He in e m ann B, E h w a ld KE, Ruck er  H, T illack B, W i nkler  W ,  Schle y  P.  Bi CMOS i n tegrati on  of  SiGe:C hetero j unctio n  bip o l a r transistors . Proc. Bipol ar/Bi C MOS Circuits  and T e chnolo g y  Me etin g.  200 2: 162 –1 66 [47]  Bock J, Schafe r  H, Knap p H, Z o schg D, Aufi nger K, W u rzer  M, Boguth  S, Rest M, Schrei ter R, Sten g l   R, Meister TF.  Sub 5 ps SiGe  bip o lar tech no l ogy . IEDM  T e ch. Digest. 20 02 : 763–7 66.   [48]  Hein ema nn B, Rucker H, Bart h R,  Bauer J, Bolze D, Bug i el  E, Dre w J, Eh w a ld K-E, Grab olla T ,  Haak   U, Hop p n e r W, Knol l D, Kru g e r D, Kuck B,  Kurps R,  M a rschme yer M, R i c hter HH, Sc hl e y  P, Schmi d t   D, Scholz R, T illack B, Wink l e r W, Wolnsk D, Wulf H-E, Yamamoto Y,  Zaumseil P.  N o vel c o ll ector   desi gn for hi gh -spee d SiGe:C  HBT s . IEDM  Tech. Dig est. 20 02: 775 –7 78.   [49]  Grahn JV, F o sshau g H, Jar geli u s M, Jons son P, Lin der  M, Malm  BG,  Moha djer i B, Pejn efors B ,   Rad a mson  HH , Sande n M, W ang YB, La ndgr en G, Ostling M. A l o w - compl e xit y   62- GHz fT  SiGe   hetero j uncti on   bip o lar  trans istor pr ocess  usi ng  differe ntial  epita xy a nd in  situ  p hos porus -dop ed   po l y -S i   emitter at ver y   lo w  therm a l bu dget.  Soli d State Electron ics . 200 0; 44: 349- 554.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Scaling M odel for Silicon Germ anium  Heterojunc tion B i polar… (Engelin Shintadewi Juli an)  109 [50]  Jeng SJ, Jag a nnath an B,  Ri eh JS, Johns o n  J,  Schone nb erg KT Greenberg D, Stricke r A, Chen H,   Khater M, A h l g ren  D, F r eem an G, Stei n K,  Sub b a nna  S.  A 21 0-GHz fT  SiGe HBT   w i th  a  Non-S e lf- Alig ned Structu r e.  IEEE Electron Dev. Lett.  2 001; 22( 11).   [51]  Z hang S, Ni G, Cressler JD , Joseph AJ, F r eema n   G, Harame DL. T he Effects of Geometrical Sca lin g   on the F r e q u e n c y   Res pons e  and  Nois e Pe rformance  of SiGe HBT s IEEE T r ans. Elect r on D e vices 200 2; 46(3): 42 9 – 435.    [52]  Jaga nn athan  B ,  Khater M, Pa gette F ,  Rie h J - S, Angel l D, C hen  H, F l orke y J, Golan F ,  Gr een berg  DR ,   Groves R, Jeng SJ, Johnson  J,  Mengistu E, Schonne nb er g KT , Schnab el CM, Smith P, Stricker A,  Ahlgr en D, F r e e man G, Stei K, Subb ann a S .  Self-A lig ne SiGe NPN T r ansistors W i th 2 85 GHz fma x   and 2 07 GHz fT  in a Manufac turabl e T e chno log y IEEE Electron Devic e  Lett . 2002; 23(5) : 238–2 60.   [53]  Joseph AJ, Dunn J, Freeman  G, Harame DL,  Cool baugh D,  Groves R, Stein  KJ,  Volant R, Subbanna  S, Maran gos  VS, Onge   SSt, Eshun   E, Coo per   P, Joh n son  JB,  Rie h J-S, J aga nn athan  B ,   Ramac han dra n  V, Ahlgr en  D, W ang D, W a n g  X. Pr oduct A pplic atio ns a n d  T e chnolog Di rections W i t h   SiGe BiCMOS.  IEEE Journal  of Solid Stated Circuits . 20 03; 38(9): 14 71- 14 78.    [54]  Joha nse n  J, Jin B, Cressl er JD, Cui Y, Niu G, Liang Q,  R i eh JS, F r eeman G, Ahlgren  D, Joseph A .   On the Scali n g Li mits of Lo w - F r equency  Noise  in SiGe  HBT s . Internationa l Semic o n ductor Dev i c e   Rese arch S y m posi u m. 200 3: 12-1 3 [55]  Orner BA, Liu  QZ , Raine y   B, Stricker A, Gei ss P, Gra y  P, Z i erak  M, Gordon M, Colli ns D ,   Ramac han dra n  V, Hod ge W ,  W illets C, Joseph A,  D unn  J, Rieh J-S, J eng S-J, El d E, Freeman G ,   Ahlgr en D.  A 0.13u m Bi CM OS T e chnol og y F eaturi ng  a 200/2 80 GH z   (fT /fmax) SiGe HBT . IEEE  BCT M . 2003: 2 03 - 206.   [56]  Rieh J-S, Ja g ann atha n B, C hen  H, Schon enb erg K, Je n g  S-J,  Khater  M, Ahlgre n D,  F r eeman G,  Subb an na S.   Performance  and D e sig n  Consi der atio ns for Hig h  Spee d SIGe HBT s  of  fT /fmax= 375/2 10 GH z . Intl. C onf on Ind i um  Phosp h id e an d  Relate d Materi als. 200 3: 374  - 377.   [57]  Magn ee PH C, Hurk x GAM, Agar w a l P, van  Noort W D , Do nkers JJT M, Melai J, Akse n E, Vanho ucke   T ,  Vija yara gh a v an MN.  SiG e :C HBT  tech nol ogy for  ad vance d  BiCM OS processes . 12th GaA s   S y mp osi u m. 2004: 24 3 – 24 6 .   [58]  Che n  T ,  Kuo W -ML, Z hao E, Lian g Q, Jin  Z ,  Cr essler JD , Joseph AJ.  On the Hi gh-T e mper ature (to   300 C) C haract e ristics of SiGe  HBT s IEEE Trans. Electron  Devices . 2 004;  51(11): 18 25- 183 2.  [59]  Stricker AD, Johns on JB, F r eema n  G, Rieh JS. Design  and o p timiz a ti on of a 20 0 GHz SiGe HBT   collect or profil e  b y  T C AD.  Applied S u rface Sc ienc e . 200 4; 224: 324 –3 29.   [60]  Josep h   A, Lan zerotti  L, Li u X,   Sher ida n  D,  J ohns on  J, Li Q, Dunn  J,   Ri eh JS,  Haram e  D.  Adv anc es   in SiGe HBT B iCMOS Techn o lo gy . IEEE Topic a l Meeting on Silicon  Monolit hic Integr ated Circuits in  RF  S y stems. 2004: 1-4.   [61]  Khater M,  Rie h JS, Ad am T ,  Chint haki ndi   A,  Johns on J,  Krishn asam R, Meg hel li M,  Pag e tte F ,   Sand erso n D,  Schna be l C,  Schon en berg   KT , Smith P,  Stein K, Strick er A, Jeng SJ , Ahlgren D,     F r eeman G.  SiGe HBT  T e chnolo g y w i th fma x /fT   =  350/300  GH z  an d Gate Delay B e low  3.3 ps . IEDM.   200 4.  [62]  Rieh JS, Gree nber g D, Khat er  M, Schone n berg KT , Jeng S-J, Pagette F ,  Adam  T ,  C h inth akin di A,   F l orke y J, Ja ga nnath an  B, Joh n son  J, Krish n a sarn R,  Sa n derso n D, Sc h anb el  C, Smith  P, Stricker A,   S w e e n e y  S, V aed K, Ya nag i s a w a T ,  Ahlgre n D, Stein K, F r eema n  G.  SiGe HBTs for Mill imeter-Wave   Appl icatio ns w i th Si mult ane o u sly Opti mi z e d fT  and fma x  of 300 GH z .  IEEE Radio Frequenc Integrated C i rc uits S y mp osi u m. 2004: 39 4 - 397.   [63]  Rieh J S , Jaga nnath an B, Green ber DR,  Megh ell i  M, Ryl y a k ov A, Gu arin F ,  Yan g  Z ,  Ahlgre n D C ,   F r eeman G, Cottrell P, Har a me D. SiGe Hetero juncti on  Bipol ar T r ansistors and C i r c uits T o w a r d   T e rahertz Co mmunicati on A pplic atio ns.  IEEE Trans. On Microwav e Theory and Techniques . 20 04 ;   52(1 0 ).  [64]  Krithivas an R,  Lu Y, Cr essl er JD, Ri eh J S , Khater MH , Ahlgre n D,  F r eeman G.  Half-T erahertz   Operatio n of Si Ge HBT s IEEE Electron Dev .  Lett . 2006; 27 (7): 567-5 69.   [65]  Rieh J-S, Khat er M, F r eeman   G, Ahlgren D. SiGe HBT   w i t hout Sel e ctive l y Impla n ted C o llect or (SIC)   Exh i b i ting fma x  =  310 GHz and BVCEO =  2  V.  IEEE  Trans. On Electron Dev . 2006; 5 3 (9) :  2407-2 4 0 9 [66]  Yuan  J, Cr essl er JD, Kr ithiva san  R, T h rivikram an  T ,  Khater MH, Ah lgre DC, Jos eph  AJ , Rie h JS.  O n   the Performan c e Limits of Cr yog enic a ll Oper ated SiG e  HBT s  and Its Relation to  Scalin g fo r   T e rahertz Speeds.  IEEE Trans. On Electron Dev . 200 9; 56( 5): 1007- 10 19.   [67]  Yuan J, M o e n   KA, Cressler  J D , Rücker  H,  Hein ema nn B,  W i nkler W .  Si Ge HBT  CML Ring  Oscill ator   W i th 2.3-ps Gate Dela y at  Cr yoge nic T e mperatures.  IEEE Trans. On Electron Dev . 20 10; 57(5): 11 83- 118 7.  [68]  Julia n ES.  Sil i c on Germ ani u m  Heter o ju ncti on B i p o lar  T r ansistor for  Di gi tal Ap licati on.  Te lkom n i ka 201 2; 10(3): 49 3 – 498.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.