刻槽剥离砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管(以下缩写成 GaAs SB FET)在微波领域中与硅双极晶体管相比显示出更多的优良特性,在微波通信设备的微波放大器和振荡器中,从小信号低噪声和大功率放大二个方面进行着研究,现在已接近实用阶段。要想提高 SBFET 的性能,有必要把器件结构的最佳设计技术、含有缓冲层的亚微米外延生长技术、源和漏的欧姆电极形成技术,与缩短栅长相关的微细图形制造技术等许多技术加以有机结合起来。     

高速砷化镓肖特基势垒场效应晶体管

如果工艺问题得到解决,砷化镓肖特基势垒场效应晶体管就可实现高速。图1示出功率一增益与频率的关系曲线。预先进行测试,系统的误差约为±1分贝。频率达17千兆赫,预计 fmax(?)30千兆赫。这种晶体管的有源层为外延生长的砷化镓,它由镓/三氯化砷汽相工艺淀积而成。其厚度为0.27微米,n 型(掺硒)。迁移率μ=2600厘米~2/伏·秒,自由载流子浓度 n=6×10~(16)厘     

砷化镓微波肖特基栅场效应晶体管

在10千兆赫下单向功率增益为12分贝和最高振荡频率为40千兆赫的肖特基势垒栅砷化镓场效应晶体管已经研制成功,如图1所示。器件制作在锡掺杂的N型外延层上,该层是在半绝缘的<100>晶向的砷化镓衬底上从镓溶液中外延生长的。0.3微米厚度的外延层的掺杂浓度是7×10~(16)厘米~(-3),在同一薄层上测量到的迁移率是5000厘米~2/伏·秒。器件结构如图2所示。栅是铬-金做的,其厚为0.5微米,长为0.9微米,宽为500微米。它是由接触曝光和剥离工艺制造的。源-漏是金-锗合金接触。源和栅的间距是1微     

微波低噪声砷化镓肖特基势垒场效应晶体管

概述在典型的4～8千兆赫倍频程带宽低噪声放大器中,目前主要采用隧道二极管、参量放大器以及行波管。但此三者各有其不足之处。隧道二极管噪声系数可以做得很低,但仅能处理低电平信号,于-20分贝毫瓦处便饱和;参量放大器噪声系数最低,但成本高,而且在倍频带宽应用时产生相当的畸变;行波管应用较广,一般具有低噪声放大器的大部分优点,如噪声低,信号处理能力强等,但遗憾的是行波管体积大,比如典型的     

X波段砷化镓肖特基势垒场效应晶体管

目前,市场上已可小量买到廉价的1微米栅砷化镓肖特基势垒场效应晶体管V244,这种封装好的器件在8千兆赫下增益为11分贝,噪声系数为4分贝。研制工作已基本完成,最近已提交生产部门生产。特别是研制出一种X波段应用的低接触电阻、低寄生参数的新型带线管壳,以及在     

中功率砷化镓肖特基势垒场效应晶体管

固体微波器件研究的最新和最重要的进展之一是研制出了中功率砷化镓肖特基势垒场效应晶体管(GaAsMESFET)。RCA 的研究工作已确认此种器件可用做中功率的放大器和振荡器。我们已做出9千兆赫下,输出功率高达1瓦,功率附加效率η=(P_(out)-P_(in))/P_(dc)为16%(线性增益为5.5分贝)的单元器件。4千兆赫下功率附加效率高达35%,9千兆赫下为21%的器件已经实现。另外,也研制出9.15千兆赫下输出功率     

30千兆赫的砷化镓场效应晶体管

美帝费尔查尔德公司最近研制了一种最高振荡频率为30千兆赫的砷化镓场效应晶体管。据说,这种晶体管在8千兆赫下,功率增益是8分贝;16千兆赫下,4分贝;噪声系数在4千兆赫下是3分贝。该公司使用了薄外延层工艺:在半绝缘的砷化镓衬底上淀积一层薄的掺硫外延膜(10~(17)原子/厘米~3),器件就制作在这层薄膜上面。用普通的光刻掩蔽法制做图形,但是不用掺杂法作 N 型材料的低阻接触,而用金—锗合金工艺作源和漏。栅是一种肖特基势垒结构。     

10千兆赫低噪声砷化镓场效应晶体管

本文报导在5厘米波段GaAsFET的基础上,采用氧离子注入代替化学腐蚀台面作隔离,用普通接触式曝光——金属剥离技术制作1微米栅条,采用挖槽法等,可以使GaAsFET性能进入3厘米波段,用ST31生陶瓷管壳封装的器件,在10千兆赫下噪声系数N_F=4.7分贝,同时增益G_(NF)=4.7分贝;或者N_F=5.8分贝,G_(NF)=7.0分贝。文章最后对如何进一步提高器件性能作了讨论。     

12千兆赫4瓦倒装型砷化镓场效应晶体管

<正> 一、引言大功率用的 GaAs 肖特基势垒栅场效应晶体管最近的进展引人注目,这就是在6～12千兆赫频段5～1瓦级的器件已经实现了产品化。虽然这些器件已被不断地运用到通讯机器发射部份终端的放大器上,但人们还是强烈希望得到更高频段的大功率和高增益器件。当前的一个器件研究课题是在 X 波段特别是从10千兆赫到 Ku 波段的超高频领域内研制出一定的功率增益的大功率器件。作为 J～X 波段的大功率器件,虽然我们研究过寄生参量小又适于高增益化的所谓“空间布线结构”的 GaAsFET,但是在10千兆赫以上的超高频段内,为了获得     

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管微波放大器的设计和性能

本文叙述了一个X波段的砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管放大器的设计和性能。该放大器在8.0～12.0千兆赫的频率范围上在典型噪声系数为5.5分贝(最大为6.9分贝)时增益达到20±1.3分贝。输入和输出端的电压驻波比不超过2.5:1。1分贝增益压缩的最小输出功率为 13分贝毫瓦。讨论了实际的宽带耦合网络的设计,这些网络在整个X波段内使放大器的噪声系数最小并保持恒定的增益。     

自排列栅的平面肖特基势垒场效应晶体管

讨论了串联电阻对伏安特性的影响。用质子轰击制作平面砷化镓场效应晶体管,避免了表面不平整给柯达光致抗蚀剂带来的问题。用自排列栅技术得到5微米栅的器件。由于尚不能控制腐蚀,妨碍了用本工艺制出更小的器件。     

宽带砷化镓肖特基栅场效应晶体管放大器的设计

由于砷化镓肖特基栅场效应晶体管的输入输出阻抗比双极晶体管高,设计宽带放大器有一定的困难。本报告用如下的结构实现了宽带化。首先,利用有限长的50欧姆线路将设计在中心频率的场效应晶体管输入输出阻抗变成纯电阻,其次,用二级阶梯变换器变成电阻值,最后,利用二级阶梯变换器变为50欧姆。在场效应晶体管输入输出阻抗的纯电阻变换回路中,使用有限长的50欧姆线路时,从图1可知,变换回路的传输量G(ω~2)表示如下     

4千兆赫1.5分贝低噪声砷化镓场效应晶体管

砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管期待作为几千兆赫以上具有优良性能的微波放大器件,一些单位都在积极开展研究。然而目前只有少数的硅双极晶体管在6千兆赫以上实现了比较优良的性能,已有几家市售产品,然而考虑到将来砷化镓场效应晶体管大有希望,可能取而代之。另外,使用砷化镓场效应晶体管的各种微波仪器的研究也极其活跃起来,预计不久将来,使用砷化镓场效应晶体管的 X 波段低噪声放大器将实用化,它必将取代过去所用的低噪声行波放大器(TWT)。     

5～6.5千兆赫砷化镓场效应晶体管放大器

本文介绍5～6.5千兆赫带宽的微波低噪声GaAs场效应晶管放大器。采用聚四氟乙烯玻璃纤维板作衬底。三级放大器的增益为20分贝,6千兆赫下测得的噪声系数最好为4.6分贝,带内平坦度在±1分贝以内。本文给出了放大器结构设计和测试结果。     

砷化镓肖特基势垒场效应晶体管X和Ku-波段放大器

一、引言近年来GaAs工艺有了很大的进展,目前已能制造栅长小于1微米的GaAs肖特基势垒场效应晶体管(MESFET)。这种器件的最高振荡频率要比双极晶体管高得多。本文只对中描述的MESFET的特性进行简单的讨论,并对低温下MESFET的噪声特性给予评价。其目的是为了证明,GaAs MESVET非常适合于X和Ku波段的宽带运用。利用测得的器件的散射参数,宽带放大器已用比较简便的互作用计算机程序完成了设计。这种计算表明,用简单的匹配网络可得到具有较大带宽的MESFET放大器。除了此最佳的微波双极晶体管有更好的噪声和增益特性之外,     

考虑电子速度饱和区的砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管的设计理论

基于己考虑速度饱和区这一新的分析模型分析了砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管的工作,弄清了器件材料参数和几何参数以及等效电路参数与超高频特性的关系,明确了 GaAsFET 的最佳设计方法。进而定量地说明了通过减小栅金属阻抗、电极阻抗等寄生元件后微波性能的改善情况。另外,还能连续地掌握微波性能与偏压之间的相互关系。其次,测量了试制的栅长为1微米的 GaAsFET 的微波特性及其与偏压的关系,并将实测结果与分析结果进行了比较。试制的 GaAsFET 的最高振荡频率 f_(max),截止频率 f_T 分别为40千兆赫、8.5千兆赫。然而若减小栅压点电容和栅金属阻抗,则估计可获得的 f_(max)在50千兆赫以上,f_T 在10千兆赫以上。再有,由分析结果预计,若用理想的n-GaAs 薄层,栅长1微米的 GaAsFET 就能够得到 f_T 为16千兆赫,f_(max)为65千兆赫,在10千兆赫下最低噪声系数为2.5分贝。     

采用砷化镓场效应晶体管的18千兆赫前置放大器

引言砷化镓金属半导体场效应晶体管(MESFET)比双极晶体管噪声低,增益高,适用于高至20千兆赫左右频率下的低噪声前置放大器。金属半导体场效应晶体管的特性金属半导体场效应晶体管由高阻衬底上的薄导电层构成。N 型导电层包括源和漏两个欧姆接触以及栅的整流接触。图1示出的砷化镓金属半导体场效应晶体管中,1×200微米的栅     

用于肖特基势垒砷化镓场效应晶体管的多层外延技术

为了避免迁移率的降低和接近 GaAs 外延层-衬底界面的深能级杂质的影响,对有源层与衬底间嵌入一个高电阻率缓冲层进行了考查。用一种改进的 Ga(Sn)—AsCl_3—H_2反应系统连续外延生长法,可在掺铬衬底上得到包括高电阻率层和有源层的多层结构。在多层外延片上制成了1微米肖特基势垒栅 GaAsFET。直流和射频特性可得到明显改善,f_(max)为60千兆赫,在6千兆赫下可得到2.5分贝的 NF(噪声系数)及约20分贝的 MAG(最大可用增益)。     

0.5微米栅的砷化镓肖特基势垒场效应晶体管——缩短栅长改善高频低噪声特性

为了获得良好的砷化镓肖特基势垒场效应晶体管(简称 GaAs SBFET),有必要在结构上缩短栅长 L 减少寄生损耗。目前,尤其在缩短栅长方面已做出极大努力,并正在研究接触曝光、投影曝光以及电子束曝光方法。虽然已出售用接触曝光方法制作的1微米栅 GaAs SBFET,已经获得超过以前的硅双极晶体管高频低噪声特性,仍希望进一步缩短栅长。我们采用改良的接触曝光方法试制了0.5微米栅结构的 FET,已证实可以良好地批量生产。试制的 FET 得到了空前良好的高频低噪声特性,最高振荡频率 f_(max)为85千兆     

11和14千兆赫低噪声砷化镓场效应晶体管放大器

采用亚微米栅砷化镓场效应晶体管(NEC V-388)研制成11和14千兆赫低噪声放大器。两级放大器实现的最小噪声系数,在11.2千兆赫时为4.2分贝,14千兆赫时为5.7分贝。该放大器将用作接收机前置级。它由未封装的砷化镓场效应晶体管管芯与制作在兰宝石衬底上的薄膜微带输入和输出电路组成。本文介绍了这类放大器的设计、结构和性能。