GaN HFET中的能带峰势垒和跨导崩塌北大核心

考虑大沟道电流下外沟道局域电子气慢输运行为破坏沟道电中性,诱生空间电荷导致的能带峰势垒,提出了新的跨导崩塌模型。详细计算了不同栅压和不同沟道电流密度、即不同空间电荷密度下的场效应管能带。引入新的能带峰势垒和沟道电子跨越势垒的动态模型,解释了沟道打开过程中源电阻增大、沟道电子平均速度下降、大沟道电流下跨导下降等各类跨导崩塌行为,解释了场效应管沟道电子速度远低于异质结材料的缘由。运用沟道打开时的异质结充电和大沟道电流激励下空间电荷触发的能带峰势垒模型解释了跨导钟形曲线上升段中的电流崩塌和下降段中的跨导崩塌。深入研究了陷阱和局域电子气的相互作用,解释了可靠性加速寿命试验中的跨导曲线变化。沟道夹断的强负栅压应力产生内沟道逆压电缺陷,减弱栅电压对内沟道电子气的控制和沟道打开时跨导的上升斜率。沟道打开后的大电流应力使局域电子气与晶格碰撞产生热电子缺陷和空间电荷,抬高能带峰势垒引发外沟道堵塞,降低沟道电流,导致阈值电压正移。这一研究证明在场效应管直流和射频工作中的器件性能退化都是由陷阱同局域电子气相互作用产生的,开创了优化设计异质结能带来提高场效应管可靠性的新途径。最后讨论大沟道电流下能带峰势垒引发的外沟道堵塞和跨导崩塌在场效应管研发中的重要作用,提出了在空间电荷区上方设置专用的异质结鳍来平衡内、外沟道能带,解开场效应管中的电流崩塌、跨导崩塌、线性、器件性能退化及3 mm高频工作等难点。     

电镀参数对电镀镍层性能的影响

采用脉冲电流方法制备电镀镍层,并利用扫描电镜、光学轮廓仪、硬度计等测试方法研究了电镀参数中的溶液温度和pH对电镀镍层的表面形貌、粗糙度、显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比的影响。结果表明:当镀液温度在45~60℃时,镀镍层表面形貌变化不大,但是随着镀液温度的升高和镀液pH的增大,粗糙度呈先减小后增大的趋势,显微硬度和SiC/Ni刻蚀选择比均呈先增大后减小的趋势。电镀液温度为55℃,pH在4.0~4.4时,可获得具有良好的质量、显微硬度且SiC/Ni刻蚀选择比的镍镀层。     

应用于大功率MMIC开关的AlGaN背势垒GaN HEMT

报道了应用于大功率开关的AlGaN背势垒0.25μm GaN HEMT。通过引入AlGaN背势垒,MOCVD淀积在3英寸SiC衬底上的AlGaN/GaN异质结材料缓冲层的击穿电压获得了大幅度的提升,相比于普通GaN缓冲层和掺Fe GaN缓冲层击穿电压提升幅度分别为4倍和2倍。采用具有AlGaN背势垒AlGaN/GaN 外延材料研制的GaN HEMT开关管在源漏间距为2μm、2.5μm、3μm、3.5μm和4μm时,估算得到的关态功率承受能力分别为25.0W、46.2W、64.0W、79.2W和88.4W。基于源漏间距为2.5μm的GaN HEMT开关管设计了DC-12GHz的单刀双掷MMIC开关。该开关采用了反射式串-并-并结构,整个带内插入损耗最大1.0dB、隔离度最小30dB,10GHz下连续波测试得到其功率承受能力达44.1dBm。     

高电流密度金刚石肖特基势垒二极管研究

报道了一种具有高正向电流密度和高反向击穿场强的垂直型金刚石肖特基势垒二极管器件。采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术在高掺p~+单晶金刚石衬底上外延了一层275 nm厚的低掺p~-金刚石漂移层,并通过在样品背面和正面分别制备欧姆和肖特基接触电极完成了器件的研制。欧姆接触比接触电阻率低至1.73×10~(-5)Ω·cm~2,肖特基接触理想因子1.87,势垒高度1.08 eV。器件在正向-10 V电压时的电流密度达到了22 000 A/cm~2,比导通电阻0.45 mΩ·cm~2,整流比1×10~(10)以上。器件反向击穿电压110 V,击穿场强达到了4 MV/cm。     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

GaN功率MMIC背面通孔工艺优化及可靠性分析

介绍了改进GaN功率MMIC背面通孔工艺的相关方法,并对通孔进行了可靠性方面的测试与分析。通过优化机械研磨的方法,减薄圆片至75μm左右,保持片内不均匀性在4%以内;利用ICP对基于SiC衬底的GaN功率MMIC进行了背面通孔工艺的优化,减少了孔底的柱状生成物。随后的可靠性测试测得圆片通孔的平均电阻值为6.3 mΩ,平均电感值为17.2 nH;对通孔样品在0.4 A工作电流175°C节温下进行了工作寿命试验,200 h后通孔特性无明显退化。     

19WC-波段MMIC多芯片合成功率放大器

报告了一个两级 C-波段功率单片电路的设计、制作和性能 ,该单片电路包括完全的输入端和级间匹配 ,输出端的匹配在芯片外实现 ,该放大器在 5.2～ 5.8GHz带内连续波工作 ,输出功率大于 36.6d Bm,功率增益大于 18.6d B,功率附加效率 34 % ,4芯片合成的功率放大器在 4 .7～ 5.3GHz带内 ,输出功率大于 4 2 .8d Bm( 19.0 W) ,功率增益大于 18.8d B,典型的功率附加效率为 34 %。     

集成化平面肖特基变容管微波C-V特性物理模型

提出一种集成化平面肖特基变容管微波频段 C- V特性物理模型 ,该模型考虑了由平面结构引起的分布有源层串联电阻、分布结电容、结反向饱和漏电流及侧壁电容对微波频段 C- V特性的影响 ,揭示了集成化平面肖特基变容管 C- V特性对频率的依赖 ,并对变容比作了讨论。模型与实验结果符合得很好     

GaAs/Si晶圆片键合偏差及影响因素研究

针对化合物半导体与Si基晶圆异质集成中的热失配问题,利用有限元分析方法开展GaAs半导体与Si晶片键合匹配偏差及影响因素研究,建立了101.6 mm(4英寸)GaAs/Si晶圆片键合匹配偏差评估的三维仿真模型,研究了不同键合结构和工艺对GaAs/Si晶圆级键合匹配的影响,系统分析了键合温度、键合压力、键合介质厚度及摩擦特性等因素对键合偏差影响的规律。结果表明,键合压力和键合层摩擦系数对键合偏差的影响极大,并通过对上述因素的优化,其匹配偏差可控制到3μm以内。