0.25μm GaAs基MHEMT器件

采用普通接触曝光研制成栅长为0.25μm的GaAs基InAlAs/InGaAs变组分高电子迁移率晶体管(MHEMT),测得其跨导为522mS/mm,沟道电流密度达490mA/mm,截止频率为75GHz,比同样工艺条件下GaAs基InGaP/InGaAs PHEMT的性能有很大的提高.对该器件工艺及结果进行了分析,提取了器件的交流小信号等效电路模型参数,并提出了进一步得到高稳定性、高性能器件的方法.     

0.25μm GaAs基MHEMT器件

采用普通接触曝光研制成栅长为0 .2 5 μm的Ga As基In Al As/ In Ga As变组分高电子迁移率晶体管(MHEMT) ,测得其跨导为5 2 2 m S/ m m,沟道电流密度达4 90 m A/ mm,截止频率为75 GHz,比同样工艺条件下Ga As基In Ga P/ In Ga As PHEMT的性能有很大的提高.对该器件工艺及结果进行了分析,提取了器件的交流小信号等效电路模型参数,并提出了进一步得到高稳定性、高性能器件的方法.     

InP基InAlAs—InAs HEMT

对ＩｎＡｓ沟道ＩｎＡｌＡｓ－ＩｎＡｓ高电子迁移率晶体管材料及器件的设计和器件制作工艺进行了研究，器件样品性能良好，１μｍ栅长ＩｎＡｌＡｓ－ＩｎＡｓ ＨＥＭＴ器件的最大跨导３００Ｋ时达到２５０ｍＳ／ｍｍ。这是国内首次研制成功的ＩｎＡｓ沟道ＨＥＭＴ器件。     

InAlAs／InGaAs高电子迁移率晶体管的可靠性问题

研究了热处理对亚微米晶格匹配和应变的ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ亚微米ＨＥＭＴ的影响。发现直流特性变差。ＩＤＳＳ从２９９ｍＡ／ｍｍ减到１８２ｍＡ／ｍｍ，Ｇｍ从５１３ｍＳ／ｍｍ减至２０９ｍＳ／ｍｍ，还测量出了微波参数的降低。ｆＴ和ｆｍａｘ分别减少超过３０％和２０％，一些证据表明，由于在沟道／缓冲层界面和内部额外陷阱的存在而引起的变化是导致这种参数改变的原因。测量出的欧姆接触电阻率从０．１９Ωｍｍ增加至     

InP基功率HEMT结构材料分子束外延生长研究

从 3个层面研究了分子束外延 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In P功率 HEMT结构材料生长技术。首先 ,通过观察生长过程的高能电子衍射 (RHEED)图谱 ,确立了 Ga0 .47In0 .53As/ In P结构表面层的 MBE RHEED衍射工艺相图 ,据此生长的单层 Si-doped Ga0 .47In0 .53As(40 0 nm) / In P室温迁移率可达 6960 cm2 / V· s及电子浓度 1 .3 3 E1 7cm- 3。其次 ,经过优化结构参数 ,低噪声 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In P HEMT结构材料的 Hall参数达到μ30 0 K≥ 1 0 0 0 0 cm2 / V· s、2 DEG≥ 2 .5 E1 2 cm- 2 。最后 ,在此基础之上 ,降低 spacer的厚度、在 Ga0 .47In0 .53As沟道内插入 Si平面掺杂层并增加势垒层的掺杂浓度获得了功率 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In PHEMT结构材料 ,其 Hall参数达到μ30 0 K≥ 80 0 0 cm2 / V· s、2 DEG≥ 4 .0 E1 2 cm- 2 。     

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。     

InAlN/AlN/GaN HEMT器件特性研究

通过利用MOCVD生长的高质量蓝宝石衬底InAlN/AlN/GaN异质结材料,获得了高的二维电子气面密度,其值为1.65×10<'13>cm<'-2>.通过该结构制备了0.15 μm栅长InAlN/AIN/GaN HEMT器件,获得了相关的电学特性:最大电流密度为1.3A/mm,峰值跨导为260mS/ram,电流增益截...     

沟道应力对GaAs PHEMT材料电性能的影响

设计并用分子束外延(MBE)法制备了不同沟道结构的GaAs PHEMT材料,采用高分辨率X射线双晶衍射仪(DCXRD)、应力测试仪和霍尔测试仪对样品的结晶质量、薄层组分和厚度偏差、应力以及电子迁移率进行了分析表征。探讨了外延片应力与沟道结构的相关性,研究了沟道失配应力对电性能的影响机理。建立了GaAs PHEMT材料热应力引起电子传输特性退化的试验方法,进行了高温和低温存储后材料电性能的演化行为测试,并归纳了热应力引起材料电特性退化的实验结果。结果表明GaAs PHEMT材料经高、低温存储并恢复室温后仍能保持原有电性能,沟道应力对材料电性能的影响主要表现为失配应力。     

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。     

GaAs微波功率FET的可靠性与功率特性的关系

采用射频最大饱和漏电流和射频击穿电压解释了影响GaAs微波功率FET功率特性的主要因素,GaAs FET栅漏间半导体表面负电荷的积累在引起器件电流偏移的同时还导致器件微波功率特性的退化,GaAs微波功率FET的可靠性和功率特性相互关联,高可靠的GaAs微波功率FET一定具有高性能的功率特性。在器件工艺中对表面态密度和陷阱能级密度严格控制是实现GaAs微波功率FET的高功率特性和高可靠性的关键。     

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。     

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.     

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.     

High-power InAlAs/InGaAs Schottky barrier photodiodes for analog microwave signal transmission

The design,manufacturing and DC and microwave characterization of high-power Schottky barrier In Al As/In Ga As back-illuminated mesa structure photodiodes are presented.The photodiodes with 10 and 15μm mesa diameters operate at≥40 and 28 GHz,respectively,have the output RF power as high as 58 m W at a frequency of 20 GHz,the DC responsivity of up to 1.08 A/W depending on the absorbing layer thickness,and a photodiode dark current as low as 0.04 n A.We show that these photodiodes provide an advantage in the amplitude-to-phase conversion factor which makes them suitable for use in highspeed analog transmission lines with stringent requirements for phase noise.     

Analysis of issues in gate recess etching in the InAlAs/InGaAs HEMT manufacturing process

We have developed an InAlAs/InGaAs metamorphic high electron mobility transistor device fabrication process where the gate length can be tuned within the range of 0.13 μm–0.16 μm to suit the intended application. The core processes are a two-step electron-beam lithography process using a three-layer resist and gate recess etching process using citric acid. An electron-beam lithography process was developed to fabricate a T-shaped gate electrode with a fine gate foot and a relatively large gate head. This was realized through the use of three-layered resist and two-step electron beam exposure and development. Citric acid-based gate recess etching is a wet etching, so it is very important to secure etching uniformity and process reproducibility. The device layout was designed by considering the electrochemical reaction involved in recess etching, and a reproducible gate recess etching process was developed by finding optimized etching conditions. Using the developed gate electrode process technology, we were able to successfully manufacture various monolithic microwave integrated circuits, including low noise amplifiers that can be used in the 28 GHz to 94 GHz frequency range.     

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。     

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...     

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.