InAlAs/InGaAs/InP基PHEMTs小信号建模及低噪声应用

利用改进的小信号模型对采用100nmInAlAs/InGaAs/InP工艺设计实现的PHEMTs器件进行建模, 并设计实现了一款W波段单片低噪声放大器进行信号模型的验证。为了进一步改善信号模型低频S参数拟合差的精度, 该小信号模型考虑了栅源和栅漏二极管微分电阻, 在等效电路拓扑中分别用Rfs和Rfd表示.为了验证模型的可行性, 基于该信号模型研制了W波段低噪声放大器单片.在片测试结果表明:最大小信号增益为14.4dB@92.5GHz, 3dB带宽为25GHz@85-110GHz.而且, 该放大器也表现出了良好的噪声特性, 在88GHz处噪声系数为4.1dB, 相关增益为13.8dB.与同频段其他芯片相比, 该放大器单片具有宽3dB带宽和高的单级增益.     

太赫兹InP基InAlAs/InGaAs PHEMTs的研制

研制了一种T型栅长为90 nm的InP基In0.52Al0.48As/In0.65Ga0.35As赝配高电子迁移率晶体管(PHEMTs).该器件的总栅宽为2×25 μm,展现了极好的DC直流和RF射频特性,其最大饱和电流密度和最大有效跨导分别为894 mA/mm和1640 mS/mm.采用LRM+ (Line-Reflect-Reflect -Match)校准方法实现系统在1~110 GHz全频段内一次性校准,减小了传统的分段测试多次校准带来的误差, 且测试数据的连续性较好.在国内完成了器件的1~110 GHz全频段在片测试,基于1~110 GHz在片测试的S参数外推获得的截止频率ft和最大振荡频率fmax分别为252 GHz和394 GHz.与传统的测试到40 GHz外推相比,本文外推获得的fmax更加准确.这些结果的获得是由于栅长的缩短,寄生效应的减小以及1~110 GHz全频段在片测试的实现.器件的欧姆接触电阻率减小为0.035 Ω·mm.     

用于太赫兹InP基PHEMTs 1~110GHz全频段在片测试的系统校准方法的对比研究

本文分别采用Multiline-TRL (Thru-Reflect-Line)和LRM (Line-Reflect-Match) 在片系统校准方法,与传统的SOLT (Short-Open-Load-Thru) 校准方法在InP基PHEMTs片上S参数测试方面进行定量的对比。首次在70 KHz~110 GHz全频段实现一次校准,减小了传统的分段测试多次校准带来的系统误差,校准更加方便简单。对比结果表明,基于Multiline-TRL校准和LRM校准后测量的S参数一致,且均优于传统的SOLT校准方法,尤其是在高频段结果更加准确。首次基于拐点进行外推,且器件展现了优良的射频特性,包括最大电流增益截止频率ft= 247 GHz,最大振荡频率fmax= 392 GHz,其准确度高于传统的基于无拐点进行的外推。首次基于LRM校准测得器件的1~110 GHz全频段S参数,建立了器件的1~110 GHz全频段小信号模型,而非基于传统的通过低频测试数据外推获得。     

栅长90nm的晶格匹配InAlAs／InGaAs／InP HEMT

文章报道了90nm栅长的晶格匹配InP基HEMT器件。栅图形是通过80kV的电子束直写的,并采用了优化的三层胶工艺。器件做在匹配的InAlAs／InGaAs／InP HEMT材料上。当Vds=1．0V时,两指75μm栅宽器件的本征峰值跨导达到720ms／mm,最大电流密度为500mA／mm,器件的阂值电压为．0．8V,截止频率达到127GHz,最大振荡频率达到152GHz。     

结构函数法评估漏源电压对AlGaAs/InGaAs PHEMTs热阻的影响

本文通过实验测量和仿真研究了不同漏源电压对AlGaAs/InGaAs PHEMTs热阻的影响。结果表明,等功率下,热阻随着漏源电压的减小呈下降趋势,并且小电压大电流下热阻值最小。应用结构函数法可以分别提取出芯片级和封装级的热阻值。模拟结果表明,沟道中电场最强的地方出现在靠近漏一侧的栅边缘,相对较小的漏源电压产生的电场也较低,这就是导致等功率下热阻随漏源电压下降的原因。     

可调2×2 InGaAs/InAlAs多量子阱多模干涉型耦合器优化设计

提出了一种新型的基于InGaAs/InAlAs多量子阱可调2×2多模干涉型耦合器.通过在多模波导中引入三段控制电极,改变其驱动电压,可有效地调节器件两输出通道的输出功率,实现功分比可调,并且增大了器件的制作容差,减少对工艺的完全依赖.利用半矢量变量变换伽辽金法和三维有限差分束传播法对其进行了模拟分析和优化设计,给出了器件的最佳参数.另外,InGaAs/InAlAs多量子阱在工作波长为1.3(m时,有良好的量子束缚Stark效应(QCSE),大大减小了驱动电压.     

InGaAs/InAlAs多量子阱单环谐振腔光滤波器性能分析

提出了一种基于InGaAS/InAlAs多量子阱结构的单环谐振腔光滤波器.应用时域有限差分(FDTD)法,对工作波长约为1.3 μm,圆环半径在9μm到13μm的二维单环光谐振腔滤波器实现了数值模拟.重点分析了该滤波器的光谱响应、主瓣结构和半高全宽(FWHM)、插入损耗、消光比等参数,对器件进行了优化设计.     

电流增益截止频率为441 GHz的InGaAs/InAlAs InP HEMT

本文设计并制作了f_T > 400 GHz的In_0.53Ga_0.47As/In_0.52Al_0.48As 铟磷高电子迁移率晶体管（InP HEMT）。采用窄栅槽技术优化了寄生电阻。器件栅长为54.4 nm,栅宽为2 × 50 μm。最大漏极电流I_DS.max为957 mA/mm,最大跨导g_m.max为1265 mS/mm。即使在相对较小的V_DS = 0.7 V下,电流增益截止频率f_T达到了441 GHz,最大振荡频率f_max达到了299 GHz。该器件可应用于太赫兹单片集成放大器和其他电路中。     

InGaAs/InAlAs光电导太赫兹发射天线的制备与表征

光电导天线作为太赫兹时域光谱仪产生与探测太赫兹辐射的关键部件，具有重要的科研与工业价值。本文采用分子束外延(MBE)方法制备InGaAs/InAlAs超晶格作为1 550 nm光电导天线的光吸收材料，使用原子力显微镜、光致发光、高分辨X射线衍射等方式验证了材料的高生长质量；通过优化制备条件得到了侧面平整的台面结构光电导天线。制备的光电导太赫兹发射天线在太赫兹时域光谱系统中实现了4.5 THz的频谱宽度，动态范围为45 dB。     

截止频率为218GHz的超高速晶格匹配In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管

报道了截止频率为218GHz的晶格匹配的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管.这是迄今为止国内报道的截止频率最高的高电子迁移率晶体管.器件直流特性也很优异:跨导为980mS/mm,最大电流密度为870mA/mm.文中的材料结构和所有器件制备工艺均为本研究小组自主研制开发.     

GaAs基InAlAs/InGaAsMHEMT直流特性研究

报道了用 MBE技术生长的 Ga As基 In Al As/In Ga As改变结构高电子迁移率晶体管 (MHEMT)的制作过程和器件的直流性能。对于栅长为 0 .8μm的器件 ,最大非本征跨导和饱和电流密度分别为 3 5 0 m S/mm和1 90 m A/mm。源漏击穿电压和栅反向击穿电压分别为 4V和 7.5 V。这些直流特性超过了相同的材料和工艺条件下 Ga As基 PHEMT的水平 ,与 In P基 In Al As/In Ga As HEMT的性能相当     

Fabrication of a 120 nm gate-length lattice-matched InGaAs/InAlAs InP-based HEMT

A new PMMA/PMGI/ZEP520/PMGI four-layer resistor electron beam lithography technology is successfully developed and used to fabricate a 120 nm gate-length lattice-matched In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48) As InP-based HEMT,of which the material structure is successfully designed and optimized by our group.A 980 nm ultra-wide T-gate head,which is nearly as wide as 8 times the gatefoot(120 nm),is successfully obtained,and the excellent T-gate profile greatly reduces the parasitic resistance and capaci...     

栅槽横向宽度对InAlAs/InGaAs HEMTsDC及RF特性的影响

我们制造出了栅长为88 nm的InP基InAlAs/InGaAs 高电子迁移率器件(HEMTs),该器件的频率特性为ft = 100 GHz, fmax = 185 GHz。本文对横向栅槽宽度分别为300 nm, 412 nm, 1070 nm的器件进行了实验。借助能带图的方式,定性分析了横向栅宽的增加会因为表面态和碰撞电离的作用,使得器件直流特性表现出kink效应,并得到减小横向栅槽宽度能减弱kink效应的结论,文中还讨论了横向栅槽宽度通过改变器件寄生电容及其源漏电阻,从而对频率特性产生影响。这些分析对制造出更高性能的HEMT器件有比较重要的意义。     

InGaAs（InAIAs）／InP和InP／InAIAs湿法选择腐蚀研究

介绍了两种选择腐蚀液对InGaAs（InAlAs）／InP和InP／InAlAs异质结构材料选择腐蚀的实验结果，重点介绍在InAlAs上面生长InP的湿法选择腐蚀，用HCl：H3PO4：CH3COOH系列腐蚀液，InP／InAlAs选择比大于300。InP／InAlAs湿法选择腐蚀的结果可以很好应用到OEIC芯片制作中，并取得了较好的器件及电路结果。     

InGaAs(InAlAs)/InP和InP/InAlAs湿法选择腐蚀研究

介绍了两种选择腐蚀液对InGaAs(InAlAs)I/nP和InPI/nAlAs异质结构材料选择腐蚀的实验结果,重点介绍在InAlAs上面生长InP的湿法选择腐蚀,用HClH∶3PO4C∶H3COOH系列腐蚀液,InPI/nAlAs选择比大于300。InPI/nAlAs湿法选择腐蚀的结果可以很好应用到OEIC芯片制作中,并取得了较好的器件及电路结果。     

Modelling and simulation of low-frequency broadband LNA using InGaAs/InAlAs structures: A new approach

The ultra-low leakage properties of a novel InGaAs/InAlAs/InP structure have been used to fabricate large gate periphery pHEMTs (up to 1200 μm²) required for wide band low-noise amplifiers (LNA). The devices were characterized and both linear and non-linear models were extracted. LNAs were then designed and compared favourably with the best results reported to date between 0.3 and 2 GHz, still using a 1 μm gate length optical lithography.     

Ordering in InGaAs/InAlAs layers

The structure of InCaAs/InAlAs layers lattice matched to an InP substrate, grown on either (100) or on (110) with a 4° tilt toward [111] at 500 and 300°C has been investigated by transmission electron microscopy. High perfection resulted for the layers grown on [001] oriented substrates whereas growth on the near [110] substrates resulted in compositional nonuniformities, macrosteps formation, and ordering of the group III elements. This difference in structural perfection between the two sets of samples was also reflected in differences in electrical properties.