SiGe异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)具有高输出功率、优异的高频特性、较高的线性度，且与成熟的Si工艺相兼容，现已广泛应用于大功率压控振荡器、4通道频率可调雷达、X-波段有源阵列天线、智能移动通信终端以及全球宽带无线接入系统等高功率输出的微波电路中。在上述电路中，SiGe HBT通常工作在宽温区大电流下。然而，为提高电流处理能力而采用的多发射极指并联结构将导致器件温度分布不均匀，中心区域发射极温度较高。又由于发射极电流具有正温度系数，中心指将传导更多的电流，产生更多的热，从而引起电流增益“倒塌”现象，将退化器件的工作特性，导致电路特性漂移。特别地，为提高击穿电压而采用的超结集电区结构会进一步削弱散热能力，加剧热不稳定性，严重限制了SiGe HBT的高功率处理能力。　　本文在国家自然科学基金和北京市自然科学基金项目的资助下，详细研究了改善超结集电区微波功率SiGe HBT宽温区热稳定性的措施，特别是通过纵向结构设计（基区Ge组分阶梯形分布设计）和横向版图设计（发射极指间距渐变设计），来提高超结集电区微波功率SiGe HBT的稳定性。本文的主要工作有:　　首先，采用商用半导体仿真软件SILVACO TCAD中的二维工艺仿真模块ATHENA建立了超结集电区SiGe HBT器件模型，并深入研究了超结参数（超结浓度、超结宽度和超结深度）对超结集电区SiGe HBT击穿特性和频率特性的影响。分析表明，随着超结浓度降低、超结宽度减小和超结深度增加，超结集电区SiGe HBT击穿特性显著提高，然而特征频率却随之降低。兼顾到器件的击穿特性和高频特性，本文进一步对超结参数进行了择优选取。　　其次，从纵向结构角度研究了常见的基区Ge组分分布结构（均匀分布和三角形分布）对超结集电区SiGe HBT电学特性及其温度敏感性的影响。在此基础上，提出了新型的Ge组分阶梯形分布结构。研究表明，与Ge组分均匀分布器件相比，由于Ge组分缓变引入了少子加速电场，基区Ge组分阶梯形分布的超结集电区SiGe HBT可在保持良好的击穿特性的同时具有更高的特征频率，且电流增益和特征频率的温度敏感性得到有效改善。　　第三，从横向版图角度研究了传统的等发射极指间距结构对超结集电区SiGe HBT温度分布的影响。在此基础上，提出采用发射极指间距渐变结构来改善器件温度分布的均匀性。结果表明，与传统等指间距器件相比，指间距渐变的超结集电区SiGe HBT峰值温度得以降低，各指最大高低温差相应减小，温度分布均匀性得到了改善。同时，考虑到功率HBT发射极指数通常较多的实际情况，为缩短设计时间、便于器件设计，本文首次提出分组调整法来设计发射极指间距渐变结构，并以16指超结集电区SiGe HBT为例给出了具体的指间距渐变设计方法。　　最后，本文将纵向结构设计和横向版图设计有机结合，提出同时具有基区Ge组分阶梯形分布和发射极指间距渐变结构的新型超结集电区微波功率SiGeHBT。与传统的基区Ge组分均匀分布的等指间距超结器件相比，新型器件在保持高击穿电压和优异的高频特性的同时，电流增益和特征频率随温度变化的敏感性得到显著改善，特别是器件温度分布均匀性的进一步改善，使得该新型器件可在较宽的温度范围内实现热稳定工作。