GaAsSOI衬底上PHEMT器件特性演示

利用分子束外延生长了 Ga As/Al As/Ga As夹层结构材料 ,通过侧向湿法热氧化技术 ,成功制作了Ga As SOI衬底 ,并在其上生长了 PHEMT材料结构。X射线双晶摇摆曲线分析证明材料结构完整 ,晶体质量良好。器件结果显示了优良的 I-V特性 ,零偏压下漏源电流为 3 2 0 m A/mm,最大跨导为 2 5 0 m S/mm,器件具有良好的夹断性能 ,极好的电荷控制能力和高线性特性     

RHEED优化MBE异质材料生长工艺

利用高能电子衍射振荡研究MBE异质材料生长工艺。优化了AlGaAs/InGaAs/GaAs材料生长工艺。通过霍耳测量、X射线双晶衍射及二次离子质谱研究了利用该工艺生长的AlGaAs/InGaAs/GaAs双δ掺杂PHEMT结构材料,获得了较好的材料参数。利用该材料研制器件也有较好的结果。     

MBE生长的高性能MDAlGaAs/GaAs结构材料

本文报道了用国产MBE装置和源材料生长调制掺杂(MD)AlGaAs/GaAs结构材料,用霍耳效应、光荧光测量材料的电学和光学性能,用电化学C-V检测分布特性,用电光检测法评估材料的均匀性。用该材料研制栅长0.5μm的HEMT器件,其跨导为200mS/mm,12GHz下的噪声系数达到0.76dB,相关增益6.5dB。     

功率PHEMT的直流特性研究

描述了高电子迁移率晶体管的作用、工作原理及发展概况，叙述了器件特性。制作出了栅长为１μｍ的ＰＨＥＭＴ样品，它的最大跨导为１７０ｍＳ／ｍｍ，击穿电压为４Ｖ，最大电流密度为２７０ｍＡ／ｍｍ，阈值电压为１．５Ｖ。     

Ka波段PHEMT功率放大器

报道了 Ka波段的 PHEMT功率放大器的设计和研制。 PHEMT器件采用 0 .2 μm栅长的 Φ 76 mm Ga As工艺制作 ,并利用 CAD技术指导材料生长和器件制作。单级的 MIC放大器采用0 .3mm栅宽的 PHEMT,在 34GHz处 ,输出功率 10 0 m W,功率增益 4 d B。     

亚微米GaAs PHEMT器件的结构设计与优化

主要论述了采用POSES软件对亚微米GaAs PHEMT器件进行的结构设计与优化。在结构设计过程中,本文首先简要分析了PHEMT器件的工作原理;然后利用POSES软件数值求解了材料结构和器件性能之间的关系,并根据上述分析结果优化器件结构设计,完成流片实验。流片得到的0.25μm GaAs PHEMT器件的性能参数为:跨导gm=440mS/mm、截止频率fT=50GHz、最大振荡频率fmax>80GHz,显示出良好的DC和AC小信号特性。     

Ka波段功率PHEMT的设计与研制

报道了Ｋａ 波段功率ＰＨＥＭＴ的设计和研制结果。利用双平面掺杂的ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰＨＥＭＴ材料,采用０．２ μｍ 的Ｔ型栅及槽型通孔接地技术,研制的功率ＰＨＥＭＴ的初步测试结果为：Ｉｄｓｓ：３６５ ｍ Ａ／ｍ ｍ ;ｇｍ ０：３２０ ｍ Ｓ／ｍ ｍ ;Ｖｐ：－ １．０～－ ２．０ Ｖ。总栅宽为７５０ μｍ 的功率器件在频率为３３ ＧＨｚ时,输出功率大于２８０ ｍ Ｗ,功率密度达到３８０ ｍ Ｗ／ｍ ｍ ,增益大于６ ｄＢ。     

GaAs基InAs/AlSb二维电子气结构的生长优化

采用分子束外延设备 (MBE) , 外延生长了InAs/AlSb二维电子气结构样品.样品制备过程中, 通过优化AlGaSb缓冲层厚度和InAs/AlSb界面厚度、改变AlSb隔离层厚度, 分别对比了材料二维电子气特性的变化, 并在隔离层厚度为5nm时, 获得了室温电子迁移率为20500cm2/V·s, 面电荷密度为2.0×1012/cm2的InAs/AlSb二维电子气结构样品, 为InAs/AlSb高电子迁移率晶体管的研究和制备提供了参考依据.     

GaAs基异质结材料MBE生长及应用

对 Ga As基调制掺杂异质结材料中作为沟道层的 In Ga As的生长条件进行优化 ,并在缓冲层中嵌入LT-Ga As。功率 PHEMT器件结果为在栅长 Lg=1 .7μm时 ,跨导 gm≥ 40 0 m S/mm,BVDS>1 5 V,BVGS>1 2 V,表明该材料有较好的性能     

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 ,这可能是材料中的深中心在高温被激活所致     

毫米波PHEMT功率单片集成电路研究

介绍了膺配高电子迁移率材料结构和8mm PHEMT功率器件;利用窄脉冲高速Ⅰ-Ⅴ CAT系统测量系统,建立了8mm功率PHEMT非线性模型;应用设计软件来模拟和优化毫米波功率MMIC;通过解决研制过程中各关键工艺技术,使8mm功率PHEMT单片集成电路的投片一次成功,并给出了测得的功率单片集成电路性能为33～34GHz,P.＞100mW.     

HEMT的材料结构和二维电子气浓度的关系

给出了ＨＥＭＴ和ＰＨＥＭＴ的数学－物理模型。系统地描述了材料的隔离层、平面调制掺杂层、势垒耗尽层等材料结构尺寸和异质结界面二维电子气浓度及器件沟道电流之间的相互关系。     

GaAs PHEMT材料中2DEG浓度的控制与测试研究

设计并使用分子束外延(MBE)方法制备了不同帽层厚度、不同掺杂浓度的双平面掺杂GaAs PHEMT外延材料,采用不同工艺手段控制InGaAs沟道异质结界面的平滑程度。采用非接触霍尔方法对样品二维电子气(2DEG)浓度及迁移率进行测试,并用范得堡法对实验结果加以验证。结果表明,平整异质结界面生长技术能有效控制高迁移率2DEG浓度分布;与范德堡法相比,非接触霍尔方法无破坏性、测试结果可靠,该结果可以用来分析多层结构的PHEMT外延材料中InGaAs沟道界面的生长情况。     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的MBE优化工艺生长

通过对MBE工艺中影响GaAs和AlGaAs材料质量的生长关键工艺实验研究,优化了MBE生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构工艺。用GEN-ⅡMBE设备生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料,得到了高质量的AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料。用范德堡法研究材料特性,得到材料参数的典型值:二维电子气浓度在室温时为5.6×1011cm-2,电子迁移率为6000cm2/V·s;在77K低温时浓度达3.5×1011cm-2,电子迁移率为1.43×105cm2/V·s。用C-V法测量其浓度分布表明,分布曲线较陡。典型的器件应用结果为:单管室温直流跨导达280mS/mm,在12GHz时均有8dB以上的增益。     

应用于PHEMT器件的深亚微米T形栅光刻技术

PHEMT器件和基于它的高频单片集成电路广泛应用于现代微波/毫米波系统。当PHEMT器件的栅长缩短到足够短的时候,沿着栅宽方向的寄生电阻会影响PHEMT器件的性能。为了解决这个问题,一种具有大截面面积而底部长度却很小的T形栅结构通常被用于制作PHEMT器件,因为这种结构可以有效地减少由于栅寄生电阻而引起的晶体管噪声。对几种常用的制作深亚微米T形栅的三种光刻技术即光学光刻、电子束光刻、X射线光刻技术进行了比较分析。对于光学光刻技术,通常需要采用移相和光学邻近效应校正技术,它的制作成本低,但是很难用于制作深亚微米T形栅;对于电子束光刻技术,通常需要采用高灵敏度和低灵敏度的多层胶技术,虽然它的栅长可以制作到非常小,但是它的生产成本非常高,而且它的生产效率非常低;对于X射线光刻技术,它不仅可以用于制作深亚微米T形栅,而且它的生产效率非常高,T形栅的形状可以非常容易控制。