离子注入GaAs MMIC IF放大器的加速老练和长期可靠性研究

本文介绍了在3时掺铬GaAs LEC衬底上制造的离子注入GaAs单片微波集成电路(MMIC)IF放大器(IFA)的可靠性试验结果。该试验是总计为13000小时、对200多个IFA实行的三个加速老练试验和一个长期寿命试验。在125℃工作温度下,预计的失效率小于150非特。在激活能为1.9eV的情况下,失效前平均工作时间(MTTF)为10(?)小时。主要失效模式是IFA偏压电流和RF增益降额。初步失效分析表明,降额引起FET沟道电阻增大和跨导减小。     

GaAs微波单片集成电路的主要失效模式及机理

从可靠性物理角角度，深入分析了引起砷化镓微波单片机集成电路（GaAs MMIC)退化或失效的主要失效模式及其失效机理，明确了GaAs MMIC的可靠性问题主要表现为有源器件、无源器件和环境因素等引入损伤退化，主要的失效部位是MMIC的有源器件。     

6～27 GHz GaAs宽带功率放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺研制了一款6～27 GHz宽带功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用预匹配电路降低带内低频段的增益,将宽带电路设计简化为窄带电路设计。采用滤波器匹配网络,将GaAs PHEMT的栅极等效电容和漏极等效电容加入匹配电路中,缩小了宽带功率放大器MMIC的尺寸。在片测试结果表明,该放大器MMIC在6～27 GHz内,增益大于23 dB,增益平坦度约为±0.8 dB,饱和输出功率大于20.9 dBm。放大器MMIC的工作电压为4 V,电流为125 mA,芯片尺寸为1.69 mm×0.96 mm。该宽带功率放大器MMIC有利于降低宽带系统的复杂度和成本。     

微波器件失效率快速试验方法研究

介绍了微波低噪声GaAs FET恒定应力加速寿命试验结果,沟道温度T_(ch)为145℃时,平均寿命MTTF为9.64×10~6h,最主要的失效模式是源漏饱和电流I_(DSS)退化降低。建立了表征GaAs FET稳定性的敏感参数I_(DSS)的退化模型InP=a+blnt,分析了I_(DSS)退化与温度应力的加速关系。提出了快速推断器件可靠性的建议。     

低噪声GaAs FET的失效机理和可靠性

已采用各种不同的应力老化技术(其中包括:加偏压或不加偏压下的高温贮存,加偏压或不加偏压的湿度试验以及温度循环试验)加速低噪声 GaAs FET 的失效和退化。已观察到几种时间-温度-偏压诱导的突然失效机理,全部试验器件都采用铝栅金属化。器件失效的机理是:Al-Au 相的形成、铝的电徙动和电解腐蚀。这些过程最终都将导致栅开路。加速老化还会造成高频和直流特性缓慢的永久性退化,虽然这两者之间并不总是相关的。事实上,与某些预计的结果相反,接触电阻可以增加几乎两个数量级,而低噪声晶体管的噪声系数和增益都没有明显的退化。除接触电阻外,还认为像沟道中存在的陷阱这样一类的其他机理对高频性能的退化起作用。已发现所有重要的退化机理都是对偏压敏感的,并且在不加偏压下老化时,将错误地给出长寿命的估计。观察到的失效机理的累积失效分布接近对数正态分布,其标准偏离在0.6到1.4之间。相应的退化或失效过程的激活能约为1.0电子伏,由此给出60℃下(沟道温度)的中位寿命超过10~7小时,并且在工作20年后,相应的失效率(除去早期失效)低于40非特(每10~9器件小时失效40个)。     

静电放电(ESD)引起砷化镓MES结构的退化

详细研究了ESD脉冲对GaAs金属-半导体结构退化的影响。结果表明GaAs MES器件在大于-50V的负ESD脉冲下I_(ds)-V_(ds)特性严重退化,而在+250～+1000V大范围内的正脉冲下,I_(ds)-V_(ds)特性只有微小变化。结果还表明,ESD敏感性与“人体电路”的放电电容和介质周围的环境温度有关。假设了两种与所加脉冲极性有关的失效机理,它们决定了器件受静电应力而引起的退化程度。     

砷化镓高电子迁移率晶体管的贮存试验与失效分析

高电子迁移率晶体管(HEMT)能在高频(>60GHz)下工作,具有增益高和噪声系数小的优点,因而成为微波通信和高速微电子应用中的关键器件.今天,这些器件已成功地用于卫星接收器、微波振荡器、混频器和多路转换器中.文献中描述过的限制HEMT可靠性的失效机理包括:界面和陷阱相关效应、2度泄漏、欧姆与肖特基接点退化、ESD和紫斑.本文的目的是介绍通过商用晶格匹配的AlGaAs/GaAs低噪声HEMT的无偏压贮存试验来鉴别的失效机理。     

MMIC高温工作加速寿命试验失效机理分析

采用恒定功耗高温加速的试验方法,搭建了相关的试验系统,对高温工作寿命试验(HTOL)方法在功率GaAs MMIC领域的应用进行了一些探索。试验获得了对失效机理进行分析所需的失效数,所有样品的失效都是由同一原因引起的。通过监测数据和失效样品的分析,发现存在欧姆接触退化与栅金属下沉两种失效机理,但最终引起失效的机理单一,为栅金属下沉。     

利用集成光学调制器实现ICF固体激光驱动器中激光脉冲任意整形——Ⅰ.任意整形电脉冲发生器

本文利用GaAs场效应晶体管电压控制电流和开关特性成功研制了任意整形电脉冲发生器,该整形电脉冲发生器的每个基元电路产生的基元电脉冲形状和宽度与加在栅极的触发信号相同,幅度由加在GsAs场效应晶体管上的负偏压决定,各基凶电路产生的用于叠加的基元电脉冲相互独立,使计算机控制栅极偏压进而控制整形电脉冲的形状成为可能。     

基于GaAs PHEMT工艺的60~90GHz功率放大器MMIC

研制了一款60~90 GHz功率放大器单片微波集成电路(MMIC),该MMIC采用平衡式放大结构,在较宽的频带内获得了平坦的增益、较高的输出功率及良好的输入输出驻波比(VSWR)。采用GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)标准工艺进行了流片,在片测试结果表明,在栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,功率放大器MMIC的小信号增益大于13 dB,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,功率放大器的小信号增益均大于15 dB。载体测试结果表明,栅极电压为-0.3 V、漏极电压为+3 V、频率为60~90 GHz时,该功率放大器MMIC饱和输出功率大于17.5 dBm,在71~76 GHz和81~86 GHz典型应用频段,其饱和输出功率可达到20 dBm。该功率放大器MMIC尺寸为5.25 mm×2.10 mm。     

制作高速GaAs场效应晶体管用的微细光刻技术

本文论述了用来制作高速GaAs金属-半导体场效应晶体管(MESFET)的源、漏和栅电极的微细光刻技术。用剥离法和常规光刻制备了MESFET的源和漏电极,并叙述了用斜角蒸发形成亚微米栅长的工艺过程。还详述了用电子束刻蚀技术进行栅极的描绘乖抗蚀剂剖面的控制。提供了在制作GaAs场效应晶体管(FET)和微波单片集成电路(MMIC)过程中,应用这些工艺技术实例的有关数据。     

多层介质电容失效分析

针对GaAs MMIC因电容失效而导致性能异常的问题,分析了电容失效模式及失效机理。对GaAs MMIC中多层介质电容的制作过程进行了重点监控,分析了电子束蒸发工艺缺陷对多层介质电容失效的影响。基于扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDX)分析,研究了电容基板金属颗粒对电容失效的影响。结果表明,电子束蒸发工艺产生的金属颗粒造成短路是电容主要失效模式。蒸发难熔金属时,在金属源形成的深坑导致蒸发速率瞬时增大,产生的大量金属颗粒造成电容极板短路,从而导致电路性能异常。最后,对金属蒸发工艺参数进行优化,采用分段蒸发增加熔源过程的方法降低了电容失效率。     

浅谈半导体器件在移动电话中的应用

在移动电话中作为RF功率部分,大量使用各种半导体分立器件,或由它们构成的微波单片集成电路(MMIC)。在该领域GaAs和Si的应用几乎并驾齐驱。具体而言,有Si双极晶体管、Si MOSFET、Si/Ge HBT、GaAs、MESFET、GaAs P-HEMT和GaAs HBT等。     

Si宽带中功率微波单片集成电路(MMIC)

<正> 一、引言 硅微波单片集成电路(MMIC)是近年来发展起来的一种微波电路。它具有结构简单,频带宽,易级联,外接元件少,可靠性高,工作范围大等一系列优点。与GaAs MMIC相比,它的成本很低。因此,可广泛应用于微波通信、广播电视以及微波测量等领域。 1987年3月,美国Arantek公司报导了在10～1700MHz范围内增益为8.5dB,输入/输出驻波系数小于2,输出1dB压缩功率为+27.5dBm的硅MMIC。     

基于Arrhenius模型快速评价功率VDMOS可靠性

基于Arrhenius模型,对功率器件垂直导电双扩散(VDMOS)场效应晶体管的可靠性进行了评价,并对其主要失效机理进行了分析.通过样管在不同结温下的恒定温度应力加速寿命实验,利用Arrhenius方程和最好线性无偏差估计法(BLUE)对结果进行数据处理,得到其失效激活能E=0.54 eV,在偏置VDs=7.5 V,IDs=0.8 A,推导出功率VDMOS在室温下工作的寿命特征值为3.67×106 h.失效分析发现,栅极累积失效是影响功率VDMOS漏源电流,IDs退化的主要失效机理.     

8千兆赫频带的低噪声大功率砷化镓场效应晶体管放大器

一、引言目前微波通信设备中已广泛使用低噪声、大功率GaAs FET(砷化镓场效应晶体管)放大器。近年来的发展趋势是使这些放大器体积缩小、重量减轻并实现宽带化。GaAs FET放大器通常用MIC(微波集成电路)构成,而为了实现小型化,人们正在从采用分布参数电路转向采用集总参数电路的MIC。最近,为了进一步小型化与轻量化,GaAs单片微波集成电路(MMIC)的研究也正在加紧进行。然而,要实现MMIC的定型和批量生产,还要解决很多问题,特别是在通信设备中应用时,对于所要求的数量,所要求的特性的多样性,务必多加考虑。本文为了实现通信设备用的GaAs FET放大器小型化、轻量化、宽带化,并降低成本,研制了集总参数元件和分布参数电路组成的混合结构6～8千兆赫低噪声放大器和大功率     

C波段GaAs功率场效应晶体管可靠性快速评价技术

叙述了一咱快速评价GaAs微波功率场效应晶体管的方法－高温加速寿命试验，利用该方法对C波段GaAs功率场效应晶体管DX0011进行可靠性评估。在偏置VDS＝8V，IDS－375mA，沟道温度Tch=110℃下，10年的失效率λ≈27FIT。其主要失效模式是IDSS退化，激活能E－1．28eV。     

GaAs MMIC可靠性研究与进展

介绍了GaAs器件及MMIC的可靠性研究现状 ,给出了GaAs器件的几种失效模式和失效机理     

宽带低噪声放大器单片微波集成电路

从行波放大器设计理论出发,研制了一款基于低噪声GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计的2~20 GHz单片微波集成电路(MMIC)宽带低噪声放大器。该款放大器由九级电路构成。为了进一步提高放大器的增益,采用了一个共源场效应管和一个共栅场效应管级联的拓扑结构,每级放大器采用自偏压技术实现单电源供电。测试结果表明,本款低噪声放大器在外加+5 V工作电压下,能够在2~20 GHz频率内实现小信号增益大于16 dB,增益平坦度小于±0.5 dB,输出P-1 dB大于14 dBm,噪声系数典型值为2.5 dB,输入和输出回波损耗均小于-15 dB,工作电流仅为63 mA,低噪声放大器芯片面积为3.1 mm×1.3 mm。     

基于GaAs HBT工艺的高增益宽带Doherty功率放大器设计

在传统Doherty功率放大器的基础上,采用砷化镓(GaAs)异质结双极晶体管(HBT)工艺,设计了一款可应用于5G通信N79频段(4.4~5 GHz)的高回退效率MMIC Doherty功率放大器(DPA)。通过在Doherty电路中采用共射-共基结构,并在共射-共基结构中加入共基极接地电容,大幅提升了DPA的增益和输出功率。使用集总元件参与匹配,减小了芯片的面积。仿真结果表明,在目标频段内,增益大于28 dB,饱和输出功率约为38 dBm,饱和附加效率(PAE)为63%,7 dB回退处的效率达到43%。