基于再生长欧姆接触工艺的220 GHz InAlN/GaN场效应晶体管（英文）

在蓝宝石衬底上研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+-GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了50 nm直栅.由于器件尺寸的缩小,Vgs=1 V下器件最大饱和电流(I_(ds))达到2.11 A/mm,峰值跨导达到609 mS/mm.根据小信号测试结果,外推得到器件的fT和最大振荡频率(fmax)分别为220 GHz和48 GHz.据我们所知,该f_T值是目前国内InAlN/GaN HFETs器件报道的最高结果.     

基于60 nm T型栅fT & fmax为170 & 210 GHz 的InAlN/GaN HFETs 器件

基于蓝宝石衬底InAlN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管 (HFETs)。基于再生长n GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm。此外,采用自对准栅工艺制备60 nm T型栅。由于器件尺寸的缩小,在Vgs= 1 V下,器件最大饱和电流(Ids)达到1.89 A/mm,峰值跨导达到462 mS/mm。根据小信号测试结果,外推得到器件的fT和fmax分别为170 GHz和210 GHz,该频率特性为国内InAlN/GaN HFETs器件频率的最高值。     

f_T为350 GHz的InAlN/GaN HFET高频器件研究（英文）

采用再生长n~+GaN非合金欧姆接触工艺研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs),器件尺寸得到有效缩小,源漏间距减小至600 nm.通过优化干法刻蚀和n~+GaN外延工艺,欧姆接触总电阻值达到0.16Ω·mm,该值为目前金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备的最低值.采用自对准电子束曝光工艺实现34 nm直栅.器件尺寸的缩小以及欧姆接触的改善,器件电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.器件的开态电阻(R_(on))仅为0.41Ω·mm,栅压1 V下,漏源饱和电流达到2.14 A/mm.此外,器件的电流增益截止频率(f_T)达到350 GHz,该值为目前GaN基HFET器件国内报道最高值.     

基于MOCVD再生长n_+ GaN欧姆接触工艺f_T/f_(max)>150/210 GHz的AlGaN/GaN HFETs器件研究（英文）

基于SiC衬底AlGaN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了60 nm T型栅.由于器件尺寸的缩小,在Vgs=2 V下,器件最大饱和电流(Ids)达到2.0 A/mm,该值为AlGaN/GaN HFETs器件直流测试下的最高值,器件峰值跨导达到608 mS/mm.小信号测试表明,器件fT和fmax最高值分别达到152 GHz和219 GHz.     

基于MOCVD再生长n+ GaN 欧姆接触工艺fT/fmax＞150/210 GHz的AlGaN/GaN HFETs器件研究

基于SiC衬底AlGaN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+ GaN 欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小, 有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外, 采用自对准工艺制备了60 nm T型栅.由于器件尺寸的缩小, 在Vgs=2 V下, 器件最大饱和电流(Ids)达到2.0 A/mm, 该值为AlGaN/GaN HFETs器件直流测试下的最高值, 器件峰值跨导达到608 mS/mm.小信号测试表明, 器件fT和fmax最高值分别达到152 GHz和219 GHz.     

超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析

采用二次外延重掺杂n+ GaN实现非合金欧姆接触,并通过优化干法刻蚀和金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延工艺,有效降低了欧姆接触电阻.将非合金欧姆接触工艺应用于InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)器件制备,器件的有效源漏间距缩小至600 nm.同时,结合40 nm T型栅工艺,制备了高电流截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的InAlN/GaN HFET器件.结果显示减小欧姆接触电阻和栅长后,器件的电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.栅偏压为0V时,器件最大漏源饱和电流密度达到1.88 A/mm;直流峰值跨导达到681 mS/mm.根据射频小信号测试结果外推得到器件的fT和fmax同为217 GHz.     

基于再生长欧姆接触工艺的220 GHz InAlN/GaN 场效应晶体管

本文在蓝宝石衬底上研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管 (HFETs)。基于MOCVD外延n -GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(L_sd)缩小至600 nm。此外,采用自对准工艺制备了50 nm直栅。由于器件尺寸的缩小,V_gs= 1 V下器件最大饱和电流(I_ds)达到2.11 A/mm,峰值跨导达到609 mS/mm。小信号测试表明,器件f_T达到220 GHz、最大振荡频率(f_max)达到48 GHz。据我们所知,该f_T值是目前国内InAlN/GaN HFETs器件报道的最高结果。     

fT为350 GHz的InAlN/GaN HFET高频器件研究

采用再生长n+ GaN非合金欧姆接触工艺研制了具有高电流增益截止频率(fT)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管 (HFETs),器件尺寸得到有效缩小,源漏间距减小至600 nm.通过优化干法刻蚀和n+ GaN外延工艺,欧姆接触总电阻值达到0.16 Ω·mm,该值为目前金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备的最低值.采用自对准电子束曝光工艺实现34 nm直栅.器件尺寸的缩小以及欧姆接触的改善,器件电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.器件的开态电阻(Ron)仅为0.41 Ω·mm,栅压1 V下,漏源饱和电流达到2.14 A/mm.此外,器件的电流增益截止频率(fT)达到350 GHz,该值为目前GaN基HFET器件国内报道最高值.     

基于AlN/GaN异质结的Ka波段GaN低噪声放大器研制

报道了基于AlN/GaN异质结的Ka波段低噪声放大器的研制结果.在SiC衬底上生长AlN/GaN异质结材料结构,采用电子束直写工艺制备了栅长70 nm的"T"型栅结构.器件最大电流密度为1.50 A/mm,最大跨导为650 mS/mm,通过S参数测试外推特征频率和最大频率分别为105 GHz和235 GHz.基于70 ...     

基于50nm AlN/GaN异质结的G波段放大器

报道了基于50 nm栅工艺的AlN/GaN异质结的G波段器件结果。在AlN/GaN HEMT外延结构上,采用电子束直写工艺制备了栅长50 nm的"T"型栅结构。器件直流测试最大漏电流为2.1 A/mm,最大跨导为700 mS/mm;小信号测试外推其电流增益截止频率和最大振荡频率分别为180 GHz及350 GHz。采用该工艺制备的共面波导(CPW)结构的放大器工作电压6 V,在162 GHz小信号增益大于10 dB。166 GHz连续波峰值输出功率11.36 dBm,功率密度达到684 mW/mm,功率密度水平达到GaN器件在G频段的高水平。     

采用AlGaAs/GaAs HBT制作的34.8GHz 1/4静态分频器

采用AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)设计的1/4静态分频器,在偏置条件下工作,可给出最大的截止频率f_T和最大的振荡频率f_(max)。应用于分频器中的f_T及f_(max)分别是68GHz和56GHz。试验结果是在9V电源和495mW功耗下,电路工作到34.8GHz。最小输入信号功率电平为0dBm。     

InAlN/AlN/GaN HEMT电学特性仿真与分析

研究了一种新型GaN基HEMT结构,即InAlN/AlN/GaN异质结层结构,并对其直流特性以及频率特性进行了仿真。通过理论分析,结合TCAD软件,与常规AlGaN/AlN/GaNHEMT进行对比。对栅长为1μm的器件进行仿真,结果表明,器件的最大跨导为450mS/mm,最大电流密度为2A/mm,电流增益截止频率fT=15GHz,最高振荡频率fmax=35GHz。     

InAlGaN超薄势垒层结构高频GaN HEMT器件

提出了一种基于SiC衬底的高性能InAlGaN/AlN/GaN HEMT器件。采用电子束技术实现栅长为80nm的高深宽比(栅脚高度与栅长的比值)T型栅结构。测试结果表明,超薄势垒层结构对于器件短沟道效应具有较好的抑制作用,在Ids=1mA/mm时器件的DIBL=165mV/V,栅压为2V时饱和电流密度达到1.81A/mm,器件峰值跨导达到0.68S/mm。此外,器件还显示出优异的微波性能,电流增益截止频率f_T=238GHz,功率增益截止频率f_(max)=298GHz,有效载流子速度1.2×10~7 cm/s。报道的高频率性能显示出新型势垒层结构在高频短沟道器件领域的独特优势和深厚潜力。     

电流增益截止频率为236GHz的InAIN/GaN高频HEMT

研制了高电流增益截止频率(fT)的InAlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT).采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长n+GaN非合金欧姆接触工艺将器件源漏间距缩小至600 nm,降低了源、漏寄生电阻,有利于改善器件的寄生效应;使用低压化学气相沉积(LPCVD)生长SiN作为栅下介质,降低了InAlN/GaN HEMT栅漏电;利用电子束光刻实现了栅长为50 nm的T型栅.此外,还讨论了寄生效应对器件fT的影响.测试结果表明,器件的栅漏电为3.8 μA/mm,饱和电流密度为2.5 A/mm,fT达到236 GHz.延时分析表明,器件的寄生延时为0.13 ps,在总延时中所占的比例为19％,优于合金欧姆接触工艺的结果.     

低导通电阻和栅漏电的高性能InAlN/GaN HEMT

本文制备了100nm栅长的InAlN/GaN HEMT。通过氧处理和优化欧姆接触获得了高性能的InAlN/GaN HEMT。所制备的器件在栅压偏置为2V时,漏端输出电流密度达到2.18A/mm。器件的导通电阻为1.49Ω*mm。与常规器件相比,器件的栅漏电下降了两个数量级。器件也获得良好的射频特性,电流截止频率和最高震荡频率分别为81GHz和138GHz。根据现有的报道,这是国内较早报道GaN基HEMT电流密度超过2A/mm。     

90GHz输出功率为1.1W的W波段GaN单片研制

<正>南京电子器件研究所成功制备了一种W波段的GaN三级放大电路。采用电子束直写工艺制备了栅长为100 nm的AlGaN/GaN T型栅,其结构见图1。直流测试最大电流密度为1.3 A/mm,最大跨导为430 mS/mm;小信号测试外推其f_T和f_(max)分别为90 GHz及210 GHz(如图2所示)。采用该工艺制备的三级放大电路在75-110 GHz进行测试,其最大小信号增益为21 dB(如图3所示)。该单片在90GHz处的最大输出功率可达1.117 W(如图4所示),功率附加效率为13%,功率增益为11dB,功率     

SiC衬底上栅长70 nm fT / fmax >160 GHz的InAlN/GaN HEMTs器件

在SiC衬底上制备了InAlN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMTs）,并进行了表征。为提高器件性能,综合采用了多种技术,包括高电子浓度,70 nm T型栅,小的欧姆接触电阻和小源漏间距。制备的InAlN/GaN器件在栅偏压为1 V时得到的最大饱和漏电流密度为1.65 A/mm,最大峰值跨导为382 mS/mm。70 nm栅长器件的电流增益截止频率fT和最大振荡频率fmax分别为162 GHz和176 GHz。     

最大振荡频率为200GHz的蓝宝石衬底AlGaN/GaN HEMT

报道了最大振荡频率为200 GHz的基于蓝宝石衬底的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT).外延材料结构采用InGaN背势垒层来减小短沟道效应,器件采用凹栅槽和T型栅结合的工艺,实现了Ka波段AlGaN/GaNHEMT.器件饱和电流达到1.1 A/mm,跨导为421 mS/mm,截止频率(fT)为30 GHz...     

技术动态

<正> 日本电气试制了截止频率f_T为45GHz的Al_(0.25)Ga_(0.75)As/GaAs HBT(异质结双极晶体管)。该HBT的两条发射极(尺寸3×3μm~2)夹住中间的一条基极。这种结构与过去的把发射极放在中间,两边配上基极的HBT相比,集电极-基极电容C_(BC)大约只有原来的1/2,因此提高了f_T。该HBT的电流放大系数h_(FE)=20,跨导g_m=5000mS/mm。在V_(CE)=2.6V,I_C=27.3mA时,获得f_T为45GHz。最大振荡频率f_(max)是18.5GHz(V_(CE)=4V,I_C=18mA)。王令译自“日经电子学”(日),No.409,p.56,1986     

Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si_(1-x)Ge_x异质结双极晶体管(HBT)和硅双极结晶体管(BJT)高频性能进行模拟比较的结果,其结构参数是为获得最高f_T≈f_(max)设计的。模拟研究表明,(1)Si/Si_(1-x)Ge_xHBT具有64GHz的峰值f_T(=f_(max)),它比Si BJT提高了16.4％;(2)发射极充电时间对高频性能有相当大的影响,即使电流密度高达80kAcm~(-2)时也是如此;(3)SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着f_T和f_(max)。研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值f_T=f_(max),据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％;(4)高频性能对集电极设计的依赖关系表明,要在f_T、f_(max)和BV_(CBO)间进行折衷处理;并且(5)通过降低发射区或基区掺杂浓度,可设计出f_T超过100GHz的Si_(1-x)Ge_xHBT。同样,通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻,可实现100GHz的f_(max)。