Si基GaN材料寄生导电层的研究

通过对Si基GaN材料的电学性能进行测量分析,确认了该材料体系所特有的寄生导电层现象。研究了寄生导电层对Si基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)微波功率性能和击穿性能的不良影响。通过材料生长工艺的优化,降低了寄生导电层的导电性,获得了击穿电压超过320V的Si基GaN HEMT功率电子器件。     

76.2mm Si基AlGaN/GaN HEMT

<正>南京电子器件研究所采用含有双AlGaN过渡层的材料结构在76.2 mm(3英寸)Si衬底上外延生长了厚度超过2μm的AlGaN/GaN HEMT材料(图1),材料表面光滑、无裂纹。通过外延材料结构和生长条     

MMIC用多层磁膜电感研究

采用磁控溅射生长磁膜工艺,结合BCB(苯并环丁烯)平坦化技术,首次制作了"金属线圈/磁膜/金属线圈(M/F/M)"和"磁膜/金属线圈/磁膜/金属线圈(F/M/F/M)"两种结构的多层磁膜电感,整个工艺与标准MMIC工艺兼容.在2 GHz处,"金属线圈/磁膜/金属线圈"结构电感的电感量为7.5 nH,品质因数为7.17,...     

栅极面积和ESD结构对AlGaN/GaN MIS-HEMTs中LPCVD-SiNx栅介质TDDB特性的影响

基于CMOS兼容性GaN工艺,研制出具有低压化学气相沉积SiNx栅介质的硅基AlGaN/GaN异质结金属-绝缘层-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs)器件。通过威布尔统计分析,研究了栅介质面积和静电释放(ESD)结构对SiNx的经时击穿(TDDB)特性的影响。结果表明,较小的栅介质面积有利于更长的器件寿命,而ESD保护结构有利于提升器件栅介质在高电压应力下的可靠性和稳定性,主要原因为SBD的寄生电容可有效吸收电脉冲感应在介质薄膜中产生的电荷。最后,通过线性E模型预测具有35 nm厚LPCVD-SiNx栅介质的AlGaN/GaN MIS-HEMTs在栅极电压为13 V条件下的击穿寿命可达20年(0.01%,T=25℃)。     

采用ALD Al2O3作为栅介质的薄势垒增强型AlGaN/GaN MIS-HEMT

本文报道了高性能的增强型（E-mode）氮化镓（GaN）基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）,该器件势垒层为5-nm厚的铝镓氮（Al0.3Ga0.7N）,并采用氮化硅（SiN）钝化来控制二维电子气（2DEG）密度。与SiN钝化不同,采用原子层淀积（ALD）技术生长的氧化铝（Al2O3）不会增强异质结中的2DEG密度。刻蚀栅区的SiN介质可以耗尽沟道电子,之后采用ALD Al2O3作为栅介质,可以实现MIS结构。栅长为1 μm的E-mode MIS-HEMT具有657mA/mm的最大饱和电流（IDS）、187mS/mm的最大跨导（gm）和1V的阈值电压（Vth）。与相应的E-mode HEMT对比,由于Al2O3栅介质的引入,使器件的性能得到了很大的提升。本文对于同时实现高的Vth和IDS提供了很好的方法。     

基于p-GaN结构的GaN HEMT功率电子器件和数字电路单片集成技术

基于含p-GaN帽层的Si基GaN材料,实现了增强型GaN功率电子器件与数字电路单片集成技术的开发。在同一片晶圆上实现了增强型高压GaN器件、DCFL结构反相器和17级环形振荡器。高压GaN功率电子器件阈值电压VTH达到1.2 V,击穿电压V_(BD)达到700 V,输出电流I_D达到8 A,导通电阻R_(ON)为300 mΩ。基于E/D集成技术的DCFL结构反相器低噪声和高噪声容限分别为0.63 V和0.95 V;所研制17级环形振荡器在输入6 V条件下振荡频率345 MHz,级延时为85 ps。     

MMIC用NiFe-SiO_x磁性金属颗粒膜电感研究

在蓝宝石基的氮化镓衬底上采用射频磁控溅射结合剥离的方法制作了NiFe-SiOx磁性金属颗粒膜,利用PECVD淀积绝缘层,制备出"SiN绝缘层/NiFe-SiOx薄膜/SiN绝缘层/金属线圈"结构的平面电感。测试表明,对于单圈电感,与无磁膜结构相对比在1 GHz时电感量有30%的提升,且对Q值影响不大;对于多圈电感,电感量与电感结构密切相关,当磁膜同时存在于线圈下和线圈之间时对电感量提升最大,但截止频率较低;而磁膜在电感线圈正下方的结构对电感量提升较前一种磁膜电感低,但截止频率较前一种磁膜电感高。     

含有Al组分阶变AlGaN过渡层的Si基AlGaN/GaN HEMT

采用一个AlN缓冲层和两个Al组分阶变的AlGaN过渡层作为中间层,在76.2mm Si衬底上外延生长出1.7μm厚无裂纹AlGaN/GaN异质结材料,利用原子力显微镜、X射线衍射、Hall效应测量和CV测量等手段对材料的结构特性和电学性能进行了表征。材料表面平整光滑,晶体质量和电学性能良好,2DEG面密度为1.12×1013cm-2,迁移率为1 208cm2/(V.s)。由该材料研制的栅长为1μm的AlGaN/GaN HEMT器件,电流增益截止频率fT达到10.4GHz,这些结果表明组分阶变AlGaN过渡层技术可用于实现高性能Si基GaN HEMT。     

X波段GaN单片电路低噪声放大器

采用0.25μm GaN HEMT制备工艺在AlGaN/GaN异质结材料上研制了高性能X波段GaN单片电路低噪声放大器.GaN低噪声单片电路采取两级微带线结构,10V偏压下芯片在X波段范围内获得了低于2.2 dB的噪声系数,增益达到18 dB以上,耐受功率达到了27 dBm.在耐受功率测试中发现GaN低噪声HEMT器件...