RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在C面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料.所外延的GaN膜室温背景电子浓度为2×1017cm-a,相应的电子迁移率为177cm2/(V·s);GaN(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为6′;AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为730cm2/(V·s),相应的电子气面密度为7.6×1012cm-2;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管(HFET)室温跨导达50mS/mm(栅长1μm),截止频率达13GHz(栅长0.5μm).     

RF-MBE生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性

用射频分子束外延技术研制出了室温迁移率为10 35 cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为1.0×10 1 3cm- 2 ,77K迁移率为2 6 5 3cm2 /(V·s) ,二维电子气浓度为9.6×10 1 2 cm- 2 的Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管材料.用此材料研制的器件(栅长为1μm,栅宽为80μm,源-漏间距为4μm )的室温非本征跨导为186 m S/m m,最大漏极饱和电流密度为92 5 m A/m m,特征频率为18.8GHz.     

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构

用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V·s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.     

MOCVD生长的SiC衬底高迁移率GaN沟道层AlGaN/AlN/GaN HEMT结构

用MOCVD技术在高阻6H-SiC衬底上研制出了具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构材料,其室温和80K时二维电子气迁移率分别为1944和11588cm2/(V·s),相应二维电子气浓度为1.03×1013cm-2;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有良好的晶体质量和表面形貌,10μm×10μm样品的表面粗糙度为0.27nm.用此材料研制出了栅长为0.8μm,栅宽为1.2mm的HEMT器件,最大漏极饱和电流密度和非本征跨导分别为957mA/mm和267mS/mm.     

MBE生长的跨导为186mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

用分子束外延 ( MBE)技术研制出了 Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管 ( HEMT)材料 ,其室温迁移率为 10 35cm2 /V· s、二维电子气浓度为 1.0× 10 13 cm - 2 ;77K迁移率为 2 6 53cm2 /V· s、二维电子气浓度为 9.6× 10 12 cm- 2 。用此材料研制了栅长为 1μm、栅宽为 80μm、源 -漏间距为 4μm的 Al Ga N/Ga N HEMT,其室温最大非本征跨导为 186 m S/mm、最大漏极饱和电流密度为 92 5m A/mm、特征频率为 18.8GH z。另外 ,还研制了具有 2 0个栅指 (总栅宽为 2 0× 80μm =1.6 mm )的大尺寸器件 ,该器件的最大漏极饱和电流为 1.33A。     

基于蓝宝石衬底的高性能AlGaN/GaN二维电子气材料与HEMT器件

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了高性能的AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,室温和77K温度下的电子迁移率分别为946和2578cm2/(V*s),室温和77K温度下2DEG面密度分别为1.3×1013和1.27×1013cm-2.并利用AlGaN/GaN二维电子气材料制造出了高性能的HEMT器件,栅长为1μm,源漏间距为4μm,最大电流密度为485mA/mm(VG=1V),最大非本征跨导为170mS/mm(VG=0V),截止频率和最高振荡频率分别为6.7和24GHz.     

RF-MBE生长AlN/GaN超晶格结构二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在c面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlN/GaN超晶格结构极化感应二维电子气材料.所获得的掺Si的GaN膜室温电子浓度为2.2×1018cm-3,相应的电子迁移率为221cm2/(V*s);1μm厚的GaN外延膜的(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为7′;极化感应产生的二维电子气室温电子迁移率达到1086cm2/(V*s),相应的二维电子气面密度为7.5×1012cm-2.     

RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术 (RF- MBE)在 C面蓝宝石衬底上外延了高质量的 Ga N膜以及 Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料 .所外延的 Ga N膜室温背景电子浓度为 2× 10 1 7cm- 3 ,相应的电子迁移率为 177cm2 /(V· s) ;Ga N (0 0 0 2 ) X射线衍射摇摆曲线半高宽 (FWHM)为 6′;Al Ga N/Ga N极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为 730 cm2 /(V· s) ,相应的电子气面密度为 7.6× 10 1 2 cm- 2 ;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管 (HFET)室温跨导达 5 0 m S/mm (栅长 1μm) ,截止频率达 13GHz(栅长 0 .5 μm)     

输出功率密度为2.23W/mm的X波段AlGaN/GaN功率HEMT器件

MOCVD技术在蓝宝石衬底上制备出具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/GaN HEMT材料.高迁移率GaN外延层的室温迁移率达741cm2/(V·s),相应背景电子浓度为1.52×1016cm-3;非有意掺杂高阻GaN缓冲层的室温电阻率超过108Ω·cm,相应的方块电阻超过1012Ω/□.50mm HEMT外延片平均方块电阻为440.9Ω/□,方块电阻均匀性优于96％.用此材料研制出了0.2μm栅长的X波段HEMT功率器件,40μm栅宽的器件跨导达到250mS/mm,特征频率fT为77GHz;0.8mm栅宽的器件电流密度达到1.07A/mm,8GHz时连续波输出功率为1.78W,相应功率密度为2.23W/mm,线性功率增益为13.3dB.     

GaAs基单片集成InGaP/AlGaAs/InGaAs增强/耗尽型PHEMTs

提出了一种新结构单片集成增强/耗尽型(E/D)InGaP/AlGaAs/InGaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMTs).外延层材料通过分子束外延技术生长,在室温下,其电子迁移率和二维电子气浓度分别为5410cm2/(V·s)和1.34×1012cm-2.首次提出了普通光学接触曝光分步制作增强与耗尽型的栅技术方法.研制出了单片集成E/D型PHEMTs,获得良好的直流和交流特性,最大饱和漏电流密度分别为300和340mA/mm,跨导为350和300mS/mm,阈值电压为0.2和-0.4V,增强型的fT和fmax为10.3和12.4GHz,耗尽型的fT和fmax为12.8和14.7GHz.增强/耗尽型PHEMTs的栅漏反向击穿电压都为-14V.     

Depletion Mode HEMT with Refractory Metal Silicide WSi Gate

ＤｅｐｌｅｔｉｏｎＭｏｄｅＨＥＭＴｗｉｔｈＲｅｆｒａｃｔｏｒｙＭｅｔａｌＳｉｌｉｃｉｄｅＷＳｉＧａｔｅ￥ＣＨＥＮＤｉｎｇｑｉｎ；ＺＨＯＵＦａｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８...     

高跨导AlGaN/GaN HEMT器件

报道了生长在蓝宝石衬底上的AlGaN/GaN HEMT器件的制造工艺以及在室温下器件的性能.器件的栅长为1.0μm,源漏间距为4.0μm.器件的最大电流密度达到1000mA/mm,最大跨导高达198mS/mm,转移特性曲线表现出增益带宽较宽的特点.同时由所测得的S参数推出栅长为1.0μm器件的截止频率(fT)和最高振荡频率(fmax)分别为18.7GHz和19.1GHz.     

Multiple-channel GaAs/AlGaAs high electron mobility transistors

Multiple-channel high electron mobility transistors (HEMT's) have been designed and fabricated on GaAs/AlGaAs heterostructural material grown by molecular beam epitaxy (MBE). The sheet carrier density of the two-dimensional electron gas (2-DEG) measured at 77 K was linearly proportional to the number of high mobility electron channels, and reached 5.3 × 10¹²cm^-2for six-channel HEMT structures. Depletion-mode devices of the double-heterojunction HEMT were operated between negative pinchoff voltage and forward-biased gate voltage without any transconductance degradation. A peak extrinsic transconductance of 360 mS/mm at 300 K and 550 mS/mm at 77 K has been measured for a 1-µm gate-length double-heterojunction enhancement-mode device. An extremely high drain current of 800 mA/mm with a gate-to-drain avalanche breakdown voltage of 9 V was measured on six-channel devices.     

InP基RTD/HEMT集成的几个关键工艺研究

用MBE设备在半绝缘的InP衬底上依次生长高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料和共振遂穿二极管(RTD)外延材料,在此材料结构基础上研究和分析了RTD与HEMT器件单片集成工艺中的隔离工艺、欧姆接触工艺、HEMT栅挖槽工艺和空气桥工艺等几步关键工艺,给出了这些工艺的相关参数。利用上述工艺成功地制作了RTD和HEMT器件,并在室温下分别测试了RTD器件和HEMT器件的电学特性。测试表明:在室温下,RTD器件的峰电流密度与谷电流密度之比(PVCR)为3.66;HEMT器件的最大跨导约为370 mS/mm,在Vds=1.5 V时的饱和电流约为391 mA/mm。这将为RTD与HEMT的单片集成研究奠定工艺基础。     

Monolithic HEMT-HBT integration by selective MBE

We have achieved successful monolithic integration of high electron mobility transistors and heterojunction bipolar transistors in the same microwave circuit. We have used selective molecular beam epitaxy and a novel merged processing technology to fabricate monolithic microwave integrated circuits that incorporate both 0.2 μm gate-length pseudomorphic InGaAs-GaAs HEMTs and 2 μm emitter-width GaAs-AlGaAs HBTs. The HEMT and HBT devices produced by selective MBE and fabricated using our merged HEMT-HBT process exhibited performance equivalent to devices fabricated using normal MBE and our baseline single-technology processes. The selective MBE process yielded 0.2 μm HEMT devices with g_m=600 mS/mm and f_T=70 GHz, while 2×10 μm² HBT devices achieved β>50 and f_T=21.4 GHz at J_c=2×10⁴ A/cm². The performance of both a 5-10 GHz HEMT LNA with active on-chip HBT regulation and a 20 GHz Darlington HBT amplifier are shown to be equivalent whether fabricated using normal or selective MBE     

Submicron AlGaN/GaN HEMTs with very high drain current density grown by plasma-assisted MBE on 6H-SiC

High electron mobility transistors (HEMTs) were fabricated from AlGaN/-GaN layers grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on semi-insulating 6H-SiC substrates. Room-temperature Hall effect measurements yielded a polarization-induced 2DEG sheet charge of 1.3/spl middot/10/sup 13/ cm/sup -2/ and a low-field mobility of 1300 cm/sup 2//V/spl middot/s. Submicron gates were defined with electron beam lithography using an optimized two-layer resist scheme. HEMT devices repeatedly yielded drain current densities up to 1798 mA/mm, and a maximum transconductance of 193 mS/mm. This is the highest drain current density in any AlGaN-GaN HEMT structure delivering significant microwave power reported thus far. Small-signal testing of 50-/spl mu/m wide devices revealed a current gain cutoff frequency f/sub T/ of 52 GHz, and a maximum frequency of oscillation f/sub max/ of 109 GHz. Output power densities of 5 W/mm at 2 GHz, and 4.9 W/mm at 7 GHz were recorded from 200-/spl mu/m wide unpassivated HEMTs with a load-pull setup under optimum matching conditions in class A device operation.     

不同AlGaN层厚度的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的静态特性

利用金属有机化合物气相外延技术研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的外延生长及器件制作,重点比较了具有不同AlGaN层厚度的HEMT器件的静态特性.实验发现具有较薄AlGaN隔离层的结构表现出较好的器件特性.栅长为1μm的器件获得了650mA/mm的最大饱和电流密度和100mS/mm的最大跨导.