X波段噪声系数1.4分贝的GaAs MESFET

<正>南京固体器件研究所已研制成功栅长0.5μm、栅宽280μm,以φ2mm陶瓷金属微带管壳封装的实用化的GaAs MESFET.在9.5GHz下测得最佳水平器件的噪声系数为1.4dB,相关增益大于7dB.大部分器件的噪声系数在1.5～2.5dB范围内.与日本NEC的NE388MESFET进行同等条件下测试对比,说明测试结果可靠.     

0.15μm Y型栅高In沟道GaAs PHEMT低噪声器件设计

设计了一种GaAs PHEMT低噪声器件。通过电子束直写手段实现了0.15μm Y型栅,对栅型优化以减小器件栅电阻和栅寄生电容。采用高In含量的沟道设计以改善沟道电子输运特性,采用InGaAs/GaAs复合帽层以改善欧姆接触特性,并通过低噪声工艺流程制作了4×50μm GaAs PHEMT器件。测试结果表明,器件fT达到80GHz,在10GHz处最小噪声系数小于0.4dB,相关增益大于10dB。对于0.15μm栅长GaAs PHEMT器件来说,这是很好的结果。     

器件结构和材料质量对GaAs MESFET噪声系数的影响

本文从栅源串联电阻R_s和有效栅长L_f两方面论述了深槽自对准斜蒸栅结构可明显减小R_s与缩短L_f,有利于降低器件的噪声系数。 本文还用相关栅长L_a和器件在低温下的性能说明GaAs材料的质量对器件噪声系数的影响。提高GaAs半绝缘衬底和缓冲层质量以及与有源层交界面附近的迁移率,可较明显地缩短相关栅长L_a,降低器件噪声。 采用这一器件结构,并选用质量较高的GaAs材料,制得的MESFET,在12GHz下相关增益G_a为7.5dB,噪声系数NF_(min)为1.4dB,与理论预计值相符。     

采用离子注入MOCVD缓冲层制作的MESFET

采用离子注入的金属有机化学汽相淀积(MOCVD)缓冲层制作了低噪声GaAs金属-半导体场效应晶体管(MESFET)。在12GHz下,0.5μm(栅长)×300μm(栅宽)的FET器件的噪声系数可达1.46dB,相关增益达到10.20dB。此结果证明,采用离子注入MOCVD缓冲层能制成极好的GaAs LNFET,它可以与采用AsCl_3汽相外延和分子束外延制作的类似器件所得的最佳结果相比拟。     

12GHz 1.5dB低噪声GaAs MESFET

本文叙述了12GHz低噪声GaAs MESFET的设计和制造.用普通光刻技术制成了高性能GaAs MESFET.在12GHz下测得器件最小噪声系数为1.4dB,相关增益7.5dB.     

采用MOCVD的低噪声HEMT

用金属有机化学汽相淀积法(MOCVD)研制出了低噪声HEMTAlGaAs/GaAs异质结器件。这种HEMT的栅长为0.5μm、栅宽为200μm。室温下,频率为12GHz时,达到的最小噪声系数为0.83dB,相应增益为12.5dB。测量也证实了栅键合点的数目对不同栅宽的噪声系数影响的计算结果。在低温下工作时,观察到器件的噪声系数显著提高,特别是与常规GaAsMESFET相比,更是如此。一个为DBS接收系统设计的二极放大器,其初级使用了HEMT,在11.7～12.2GHz的范围内噪声系数低于2.0dB。     

低噪声高电子迁移率晶体管

采用直接描绘电子束刻蚀法制造了用于低噪声极高频(EHF)放大器的亚半微米栅长的高电子迁移率晶体管。调制掺杂的外延结构是用分子束外延法生长的,在10~(12)电子/cm~2的电子浓度时,室温下的霍耳迁移率为8000cm~2/V·sec,液氮温度下为77,600cm~2/V·sec。通过腐蚀通n~+GaAs接触层的凹楷的方法确定了窄达0.28μm的栅长。0.4μm栅长的耗尽型器件的直流跨导超过260mS/mm。对0.37μm栅长的器件,进行了噪声系数和相关增益的测量,在34GHz下,得到了2.7dB的噪声系数和5.9dB的相关增益。还制造了具有240mS/mm跨导的增强型器件,对0.35μm的栅长,在18GHz下,它们的噪声系数为1.5dB,相关增益为10.5dB。这些结果可以和已报导过的最好的0.25μm栅长的GaAsMESFET的噪声系数相匹敌。     

河北半导体研究所1885年度科研成果点滴

电子工业部河北半导体研究所第15次科研成果鉴定会(1985年)上,有4项成果通过部级鉴定: CX591型GaAs微波低噪声场效应管 栅长0.25μm。12GHz下噪声系数小于1.2dB, 功率增益9dB;4GHz下噪声系数为0.4dB。     

GaAs功率MESFET性能与器件参数关系的实验研究

用实验的方法研究了GaAs功率MESFET性能与器件参数的关系。功率增益、输出功率随栅长的变化很灵敏,随着栅长的增加,功率增益的率是1.7dB/μm,输出功率的降低率是0.67dB/μm。栅指的宽度对微波性能的影响不明显,在8GHz下栅指宽度一直增大到200μm,其性能尚未开始变坏。对于GaAs功率MESFET微波性能与温度的关系以及热阻与器件几何参数的关系也进行了定量研究。随着器件温度的升高,功率增益的降低率是0.026dB/°C。     

一种GaAs基HEMT低噪声放大器的设计实现

采用GaAs标准高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计了一种低噪声放大器.放大器由4级4指双栅槽结构HEMT器件级联构成.0.25μm栅线条的选用保证器件有低的噪声系数和较高的增益.通过在HEMT的源极串联电感和选择MIM电容微带线实现了放大器输入级、中间级、输出级之间的最佳匹配网络.芯片测试结果表明,所设计低噪声反放大器在34 GHz频率下的小信号增益大于22 dB,噪声系数小于1.8 dB,具有10 dBm的饱和输出功率且线性度较好.该设计方法实现了低噪声、高增益、低功耗放大器的性能要求.