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     

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。     

单片微波集成电路的技术进展

根据从１９９６年国际微波会议和微波与毫米波单片集成电路会议上了解的情况，本文综述了单片微波集成电路当前的技术进展和值得注意的动向。     

MMIC——单片式微波集成电路

本文简单介绍ＭＭＩＣ－－单片式微波集成电路及其应用。     

砷化镓微波单片集成电路的失效分析

通过封装内部气氛、芯片显微、能谱等分析手段对国内某研究所研制砷化镓微波单片集成电路高温加速寿命试验后的样品进行了失效分析,对其失效机理进行探讨,得出:封装气密性不好、工艺造成的缺陷是引起失效的主要原因,也是造成国内产品质量与可靠性不如国外同类产品的重要原因。     

MMIC—单片式微波集成电路

由于近年来半导体制造技术的发展，例如氮化物自我排列工艺的成熟，离子掺入控制水平的提高，所以才能生产出MMIC器件。在这种器件内，电阻器采用适合高频率应用的薄膜电阻器，且制作在芯片上，使器件内部的各零件之间几乎无连线，电路感抗可降到最低值，提高了MMIC的高频特性、MMIC工作频率实际可达18GHz以上，频宽高达4GHz。它的用途很广，可应用于所有的发射机或接收机的射频和中频电路。下面分5个方面介绍MMIC。1．典型的MMIC放大电路MMIC放大电路如图1所示，虚线框内的元件都包含在MMIC器件中。为了使V1、V2晶体管具有确…     

MMIC—单片式微波集成电路

本文介绍了ＭＭＩＣ－单片式微波集成电路及其应用。     

GaAs微波单片集成电路中器件的精确建模

论述了精确模型的建立对于微波单片集成电路研制和产品开发的重要意义 ,介绍了工程模型的概念和提取模型的方法 ,给出了在南京电子器件研究所进行的 MMIC有源器件的建模实例及验证结果。     

微波固态器件与单片微波集成电路技术的新发展

对不同时代的单片微波集成电路(MMIC)的器件工艺发展和应用发展状况进行概况总结,并结合当前的研究与应用热点,重点分析以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)为代表的微波化合物固态器件和基于MMIC的异构异质集成新技术路径,并就今后发展的趋势做出展望.     

A NOVEL Ku-BAND LOW NOISE AMPLIFIER WITH HEMT AND GaAs MMIC

A novel Ku-band low noise amplifier with a high electron mobility transistor (HEMT)and a GaAs monolithic microwave integrated circuit (MMIC) has been demonstrated. Its noisefigure is less-than 1.9dB with an associated gain larger than 27dB and an input/output VSWRless than 1.4 in the frequency range of 11.7-12.2GHz. The HEMT and the microwave series in-ductance feedback technique are used in the first stage of the amplifier, and a Ku-band MMIC isemployed in the last stage. The key to this design is to achieve an optimum noise match and a min-imum input VSWR matching simultaneously by using the microwave series inductance feedbackmethod. The B J-120 waveguides are used in both input and output of the amplifier.     

基于故障树分析法的GaAs MMIC烧毁失效分析

用故障树分析法对一款高温工作寿命试验过程中烧毁的GaAs功率单片集成电路(MMIC)进行失效分析.故障样品呈现为有源区烧毁,判定由电流过大或过热引起.故障树的顶事件为GaAs功放芯片烧毁,次级因素分为设计缺陷、内部因素及外围因素三个方面.然后列举导致过热或电流过大的情况并建立故障树,通过对故障树中的末级故障逐一排查后,最终定位其烧毁是由栅金属下沉引起.这种故障模式主要出现在长期高温情况下,一般在正常使用过程中不会出现.     

一种新颖的具有HEMT和GaAs MMIC的Ku波段低噪声放大器

本文介绍了一种具有高电子迁移率晶体管(HEMT)和砷化镓单片微波集成电路(GaAs MMIC)的Ku波段低噪声放大器。在11.7～12.2GHz频率范围内,该放大器的噪声系数小于1.9dB,相关增益大于27dB,输入和输出驻波比小于1.4。放大器第一级采用了HEMT和微波串联电感反馈技术,放大器未级采用了Ku波段GsAs MMIC。设计的关键是采用微波串联电感反馈方法同时获得最佳噪声和最小输入驻波匹配。放大器的输入端和输出端均为BJ-120波导。     

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。     

GaAs工艺监测研究

介绍了GaAs MMIC(GaAs microwave monolithic integrated circuit)工艺运用监测技术控制工艺过程,实时掌握工艺状况,保证产品的一致性、可重复性和可靠性。针对薄层电阻和接触电阻的阻值以及器件的栅阻和栅长等工艺过程中关键的参数,分别用范德堡结构、开尔文结构和十字桥结构进行监测。采用范德堡结构测得薄层电阻Rs=(π/ln 2)V14/I23,开尔文结构得到接触电阻Rc=V13/I24,十字桥结构可以了解栅阻和栅长。然后通过运用统计过程控制技术对数据进行分析,可以有效改进工艺,提高产品质量。     

GaAs PHEMT工艺V波段有源二倍频器MMIC

基于标准GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了一个输出频率在V波段的有源二倍频器单片微波集成电路(MMIC),实现了高输出功率和良好的谐波抑制特性.芯片内部集成了180°马逊巴伦、对管变频和输出功率放大器等电路.重点优化设计了马逊巴伦的版图结构,在宽带内具有良好的相位和幅度特性;分析了对管变频结构电路的原理,确定其最佳工作电压在压断电压附近;设计了V波段两级放大器电路,对带内信号放大的同时抑制了带外谐波信号,提高了整个倍频器的输出功率.芯片采用微波探针台在片测试,在外加3.5V电源电压下的工作电流为147 mA;输入功率为14 dBm时,在55～ 65 GHz输出带宽内的输出功率为13 dBm;带内基波抑制大于20 dBc,芯片面积为2.1 mm×1.3 mm.此倍频器MMIC可应用于V波段通信系统和微波测量系统.     

基于GaAs pHEMT工艺的Ka频段双通道开关滤波器芯片

传统的毫米波开关滤波器组件通常基于分立器件或分立芯片,已无法满足快速发展的毫米波频段通信系统特别是5G通信系统的小型化、轻量化需求。为此,文中采用0.25μm GaAs pHEMT工艺,设计并实现了一款工作在Ka频段的双通道开关滤波器芯片。芯片内部集成了单刀双掷开关和梳状线型带通滤波器,相较于只使用ADS软件设计整个芯片,通过使用HFSS软件建立了更为准确的芯片衬底模型,并使用该模型对滤波器电路进行设计,提高了滤波器电路的仿真精度。最终,开关滤波器芯片的尺寸为3.3mm×2.6mm,测试结果显示:该芯片两个通道在通带内的插入损耗小于7dB,带内回波损耗优于15 dB,典型带外抑制优于35 dB,测试结果与仿真结果吻合较好。