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。     

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 MMIC和MESFET的生产技术及成品率控制

本文根据国外的经验和数据并结合我国的实践,分析和介绍GaAs MMIC(毫米波集成电路)和MESFET的生产技术和成品率控制原则.这些情况对我国GaAs MMIC和MESFET的进一步开展和生产有参考价值.     

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。     

φ76mm GaAs有源器件模型库

采用基于测量S参数和直流参数的工程模型与微波在片测试技术,建立与φ76mm GaAs工艺线直接结合的GaAs器件(MESFET,PHEMT)的MMIC CAD适用器件模型及模型库,并通过对不同种类GaAs MMIC的设计研制进行了验证与改进,模拟结果和测试结果基本一致.目前此模型和模型库已用于φ76mm GaAs工艺线上多种微波GaAs单片的设计研制.     

φ76mm GaAs有源器件模型库

采用基于测量S参数和直流参数的工程模型与微波在片测试技术,建立与φ76mm GaAs工艺线直接结合的GaAs器件(MESFET,PHEMT)的MMIC CAD适用器件模型及模型库,并通过对不同种类GaAs MMIC的设计研制进行了验证与改进,模拟结果和测试结果基本一致.目前此模型和模型库已用于φ76mm GaAs工艺线上多种微波GaAs单片的设计研制.     

一种X波段GaAsMMIC五位数字衰减器

数字衰减器在现代通信系统和电子设备中有着广泛的应用.GaAs MMIC数字衰减器由于其体积小、重量轻、低功耗、可靠性高、一致性好、抗辐射性能好等显著特点而更受欢迎.南京电子器件研究所业已研制出一种X波段GaAs MMIC数字衰减器,并获得优异电性能.     

砷化镓光学pHEMT制程技术使具成本效益的毫米波应用成为可能

TriQuint半导体公司日前宣布了一项新的晶圆代工工艺,新工艺将使具有成本效益的毫米波应用成为可能。称为TQP15的150mm砷化镓（GaAs）代工生产工艺专门针对Ka波段,有助于经济高效地开发毫米波（mmWave）MMIC支持各种应用,例如,VSAT、卫星通信和点对点无线电通信。     

带数字驱动的Ku波段6bit数控衰减器设计北大核心CSCD

采用GaAs增强/耗尽型（E/D）赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺研制了一款带数字驱动的Ku波段6bit数控衰减器微波单片集成电路（MMIC）。该MMIC将数字驱动和6bit数控衰减器集成在一起,数字驱动电路采用的是直接耦合场效应晶体管逻辑（DCFL）电路,6bit数控衰减器由6个衰减基本态级联组成。版图经过合理优化后,最终的MMIC芯片尺寸为2.4mm×1.3mm。测试结果表明,在12~18GHz,芯片可以实现最大衰减量为31.5dB,步进为0.5dB的衰减量控制。衰减64态均方根误差小于0.6dB,附加相移-2°~2.5°,插入损耗小于6.1dB,输入输出驻波比均小于1.5∶1。     

GaAs基E/D PHEMT技术单片集成微波开关及其逻辑控制电路

利用GaAs基 E/D PHEMT 技术单片集成微波开关及其逻辑控制电路的制作工艺和设计方法,采用0.8μm GaAs E/D PHEMT工艺,制备出性能良好的解码器功能内置的DC~10GHz SPDT MMIC,基本实现逻辑电路与开关电路的集成. 开关电路在DC~10GHz内插入损耗小于1.6dB,隔离度大于24dB;整个电路只需要1位控制信号,有效地减少了开关电路的控制端口数目,节省了芯片面积,为GaAs多功能电路的研究奠定了基础.     

GaAs器件及MMIC的可靠性研究进展

介绍了国外ＧａＡｓ微波器件及ＭＭＩＣ的可靠性研究进展情况，给出ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ、ＨＥＭＴ和ＭＭＩＣ的主要失效模式和失效机理以及在典型沟道温度下的平均寿命代表值。     

Advances in Gallium Arsenide Monolithic Microwave Integrated-Circuit Technology for Space Communications Systems

Future communications satellites are likely to use gallium arsenide (GaAs) monolithic microwave integrated-circuit (MMIC) technology in most, if not all, communications payload subsystems. Multiple- scanning beam antenna systems are expected to use GaAs MMIC's to increase functional capability, to reduce volume, weight, and cost, and to greatly improve system reliability. RF and IF matrix switch technology based on GaAs MMIC's is also being developed for these reasons. MMIC technology, including gigabit-rate GaAs digital integrated circuits, offers substantial advantages in power consumption and weight over silicon technologies for high-throughput, on-board baseband processor systems. In this paper, current developments in GaAs MMIC technology are described,and the status and prospects of the technology are assessed.     

GaAs-based materials for heterojunction bipolar transistor's: reliability results and MMIC applications

This paper reports the present status of GaAs based-heterojunction bipolar transistor (HBT) under development at Thales. We have developed a complete GaInP/GaAs-based technological process from material studies to discrete devices and microwave monolithic integrated circuits (MMIC) realisations. This know-how has been transferred recently to Thales/United monolithic semi-conductors. Discrete devices with output power over 1 W and power added efficiency (PAE) over 50% have been obtained at 10 GHz in CW. 8 W MMIC amplifiers have been fabricated using the same unit cells. The first reliability results are promising: more than 6000 h without failure for devices stressed up to 210°C and 40 kA cm⁻². However, it seems that these results can still be improved. Some physical properties of the GaInP/GaAs HBT structures are suspected to have a major impact on the device reliability. The role of key parameters such as hydrogen incorporation in the GaAs base layer or residual strain in the GaInP/GaAs HBT structure has been investigated and its effects on the device characteristics identified. However, the major reliability improvement came from a novel way to passivate the extrinsic base surface. A comparison of the obtained results (device performance and reliability) with some of the best reported values in the literature (HP, TI, Daimler-Benz, etc.) is presented.     

Ku波段单片功率放大器设计与制作

介绍了一种Ku波段GaAs功率放大器芯片的研制过程。芯片采用电抗匹配电路结构,三级级联放大,末级采用多胞器件进行功率合成,实现了电路的高增益和所要求的功率输出;另外,还对元器件模型技术、GaAsMM IC测试技术等进行了相应描述。在芯片的研制过程中,利用ADS软件进行仿真及优化,利用电磁场仿真进行版图设计。在4英寸(100 mm)0.25μmGaAs PHEMT工艺线上完成芯片制作,在12.5～15.0 GHz的频率范围内,脉冲饱和输出功率Po大于34.7 dBm(脉宽100μs,占空比10%),功率增益Gp大于19.7 dB,功率附加效率PAE大于30%,功率增益平坦度小于±0.4 dB。该芯片可以应用到许多微波系统中。     

S波段大功率GaAs PHEMT单片放大器

GaAs单片集成电路具有体积小、质量轻和可靠性高等特性,已经成为微波领域重要的器件。采用MBE技术生长出双面掺杂AlGaAs/InGaAs PHEMT结构的外延材料,研制了高效率的GaAs PHEMT器件,S波段功率附加效率大于55%。建立了基于EEHEMT的大信号模型,利用ADS软件搭建了有耗匹配的二级放大电路拓扑结构,进行最佳效率匹配,得到优化电路。采用4英寸(1英寸=2.54cm)GaAs0.35μm标准工艺研制了AlGaAs/InGaAs/GaAsPHEMT MMIC电路,测试结果表明,在测试频率为2.2~3.4GHz,测试电压VDS为10V时,输出功率大于12W,功率增益大于22dB,功率附加效率大于40%。     

W及以上波段MMIC放大器的研究进展

在阐述W及以上波段MMIC放大器性能的基础上,回顾了以InP HEMT MMIC放大器为主流技术的W及以上波段MMIC放大器的研究进展,介绍了基于InP HBT、GaAs MHEMT和SbHEMT的MMIC放大器的研制水平,指出目前研制的W及以上波段MMIC放大器的应用领域,突显其在MMIC高端技术领域的重要性.针对欧美国家在该领域飞速发展而我国处于相对劣势的现状,对我国研发W及以上波段MMIC放大器提出初步建议.     

GaAs MMIC的MIM电容Si3N4介质的TDDB评价

运用TDDB理论,研究分析了G aA s MM IC的M IM氮化硅电容的导电特性和击穿特性,设计制作了三种对比分析的G aA s MM IC的M IM氮化硅电容结构,通过不同斜率的斜坡电压对氮化硅介质进行了可靠性评价,S i3N4M IM电容的可靠性与其面积和周长密切相关,介质缺陷是导致电容失效的主要因素。通过不同斜率的斜坡电压获得电场加速因子(γ)预计了10 V工作电压下的S i3N4介质层的寿命。     

移动通信中的射频集成电路

介绍分析了在蜂窝和个人通信业务 (PCS)市场中适用于 RFIC的多种射频晶体管技术。Ga As HBT技术被作为介绍的基线 ,并且与目前已有的技术进行比较 ,得出对于射频应用 ,Ga AsHBT综合了 Si BJT和 Ga As FET两者优点的结论。文中还介绍了近年来国外 Ga As HBT MMIC,PHEMT MMIC和 In P HBT MMIC的研究进展情况。