不同工艺制备的GaAs MESFET阈值电压均匀性研究

分别采用离子注入隔离凹栅工艺、自隔离平面工艺、离子注入隔离平面工艺在非掺杂半绝缘GaAs衬底上制备MESFET,对三种工艺制备的MESFET的阈值电压均匀性进行了研究。结果表明,器件工艺对MESFET阈值电压有一定的影响,开展GaAs MESFET阈值电压均匀性研究应采用适宜的工艺,以尽可能减少工艺引起的偏差。     

自对准LaB_6栅全离子注入GaAs IC工艺实验研究

<正> 近年来,自对准耐高温栅工艺(SAG)已成为国际上研究GaAs VHSIC的主要工艺途径之一。这是因为该工艺流程短,成品率高。但它需要选择制作肖特基势垒栅的材料,以在高温800℃)退火后势垒特性基本不退化。已报导过的难熔材料有TiW,TiWSi,WAl,WN,WSi等。自1985年第17届SSDM上报导了一种LaB_6/GaAs势垒的耐高温特性之后,LaB_6成为自对准耐高温栅GaAs工艺的一种新的有希望的材料。为配合开展势垒特性研究的结果用于将来的器件工艺,进行了以下专题实验:1)制LaB_6栅工艺与增强型MESFET的薄有源层相容性研究;2)LaB_6栅与离子注入层同时高温退火的工艺研究;3)自对准LaB_6栅离子注入形成高浓度(N~+)接触区的结构研究;4)双层布线中简化互连工艺的研究。     

n~+层与栅之间的间隙对CaAs自对准MESFET(SAINT)短沟道效应的影响

研究了不同 n~+层到栅之间的间隙对 GaAsn~+栅自对准 MESFET 的短沟道效应。栅长范围从0.1到1.5μm。制造特点是对 n~+层用自对准离子注入技术(SAINT)和电子束直接刻写。n~+层到栅之间的问隙是由充当n~+离子注入掩模的多层抗蚀剂的底层钻蚀过程控制的。研究表明短沟道效应如亚阈电流增加和阈电压负漂移,可扩大 n~+层到栅之间的间隙从0.15到0.3μm 而显著缓和。     

不同工艺制备的GaAs MESFET阈值电压均匀性研究

分别采用离子注入隔离凹栅工艺、自隔离平面工艺、离子注入隔离平面工艺在非掺杂半绝缘 Ga As衬底上制备 MESFET,对三种工艺制备的 MESFET的阈值电压均匀性进行了研究。结果表明 ,器件工艺对 MESFET阈值电压有一定的影响 ,开展 Ga As MESFET阈值电压均匀性研究应采用适宜的工艺 ,以尽可能减少工艺引起的偏差。     

自对准钨栅GaAs MESFET IC工艺

为了制备耐高温肖特基势垒,已采用RF或DC磁控溅射法在n~+n型GaAs衬底上溅射淀积钨(W)膜。这种膜具有良好的力学及电学性质。膜的可蚀性及肖特基势垒的热稳定性能够满足自对准栅IC的要求。新颖的自对准结构及用W栅制成的自对准离子注入GaAs MESFET初步特性能说明W栅工艺适用于GaAs IC。     

P埋层GaAs MESFET研究

本文采用在半绝缘GaAs衬底中离子注入Be,于沟道有源层下引入P型埋层技术,制成P埋层GaAs MESPET(PB-GaAs MESFET).实验结果表明,PB-GaAs MESFET不仅使衬底上器件夹断电压的均匀性大为改善,而且使跨导增加,背栅效应减小.文中给出了PB-GaAsMESFET理论特性的计算和工艺设计.     

Ku频段3W GaAs大功率MESFET

<正>GaAs MESFET以其良好的射频特性及高的可靠性,已广泛用于卫星通信及各种电子系统中。为满足各种整机应用的需要,南京电子器件研究所已研制出Ku频段大功率GaAs MESFET。 器件由该所的φ50mm GaAs工艺研制线承制,运用了先进的第二代GaAs加工技术,提高了器件参数的一致性及可靠性。该器件的芯片选用标准单胞的多胞并联的标准化结构,采用φ50mm GaAs单晶片上全离子注入的全平面工艺,有源层掺杂浓度为1.7×10~(17)cm~(-3),并采用稳定性好的多层/耐熔金属化结构。工艺中还采用了可控性好的干法生长与刻蚀,SiO_xN_y表面钝化保护,稳定性好且寄生参数小的“Г”形栅势垒,源空气桥互联,热特性好及寄生参数小的背面通孔,薄GaAs衬底和电镀热沉等先进工艺,有效地提高了芯片参数的均匀性和成品率,加快了器件的研制周期。     

手机用砷化镓双刀双掷单片射频开关成品率分析

采用GaAs 75mm 0.7μm离子注入场效应晶体管(MESFET)标准工艺技术研制出手机用GaAs双刀双掷(DPDT)单片射频开关(以下简称单片开关).成品率分析表明,影响单片开关直流及射频参数成品率的主要因素包括:材料几何参数、注入退火均匀性、栅光刻成品率、挖槽控制及圆片沾污等.优化工艺条件可以使单片开关直流成品率稳定在90%左右,微波成品率稳定在80%左右,接近国际上砷化镓标准加工线的水平.     

手机用砷化镓双刀双掷单片射频开关成品率分析

采用GaAs 75mm 0.7μm离子注入场效应晶体管(MESFET)标准工艺技术研制出手机用GaAs双刀双掷(DPDT)单片射频开关(以下简称单片开关).成品率分析表明,影响单片开关直流及射频参数成品率的主要因素包括:材料几何参数、注入退火均匀性、栅光刻成品率、挖槽控制及圆片沾污等.优化工艺条件可以使单片开关直流成品率稳定在90%左右,微波成品率稳定在80%左右,接近国际上砷化镓标准加工线的水平.     

栅长为1.5微米延迟时间为50微微秒的高速GaAsFET逻辑器件

对于GaAs场效应晶体管来说,虽然栅长为1.5微米是够长的了,但仍能试制出电路延迟时间为50微微秒(功耗为5.7毫瓦/门)的GaAs场效应晶体管逻辑集成电路。与硅栅MOS场效应晶体管的制造方法相同,是以栅金属作掩蔽,用离子注入方法形成n~ 的漏区和源区。由于该n~ 层的横向扩散,不使栅金属和n~ 层不致电气短路,然后进行深离子注入,使表面载流子浓度稍微降低些。     

Si~+注入GaAs红外快速退火实验研究

本文研究了GaAs MESFET有源层和n~+层Si~+注入的红外快速退火行为。用该技术获得的有源层和n~+层的载流子浓度与迁移率分别为1～2×10~(17)cm~3和3000～3500cm~2/V·s以及1～2×10~(18)cm~(-3)和1500cm~2/V·s,制成的单栅FET每毫米栅宽跨导为120mS,在4GHz下,NF=1.1dBGa=12.5dB。实验证实了快速退火比常规炉子热退火具有注入杂质再分布效应弱和对衬底材料热稳定性要求低的优点。对两种退火的差别在文中也作了讨论。     

GaAs自对准高温栅全离子注入运放差分输入电路研究

本文主要从事GaAs自对准高温栅全离子注入技术(SAG)的研究,并以此工艺为基础,制作了WSi_xN_y/GaAs SBD,栅长分别是0.8μm和0.5μm的MESFET和GaAs.高速运算放大器差分输入电路.其中制造的耗尽型MESFET,栅长0.8μm,栅宽25μm,夹断电压V_P=-2.5V,跨导gm达170mS/mm栅宽,饱和压降V_(dss)仅0.7V,漏源击穿电压BV_(dx)达6V.制造的GaAs运放差分输入电路,最大直流增益30dB,在1GHz下仍有29dB的增益,平均直流增益22dB,输入失偏较小,电源8～12V可调,其性能达国外1985年实验室研制水平.在电路设计中,采用SPICE3a7程序,成功地进行了GaAs差分输入电路模拟和设计.     

GaAs单片集成X波段低噪声放大器

<正> 1986年我们研制了GaAs单片集成X波段低噪声放大器。GaAs基片采用南京电子器件研究所高压单晶炉拉制的大直径非掺杂半绝缘单晶,其电阻率大于10~7Ω·cm,利用汽相外延生长出低噪声MESFET所需的缓冲层、有源层和n~+欧姆接触层。低噪声MESFET采用了凹槽铝栅结构,栅长为0.6μm,栅宽为150μm。利用器件的结构参数,计算出其等效电路参数、散射参数和最佳噪声参数,电路的输入和输出匹配网络均采用典型的“Г”型网络,既能有效地减小电路的驻波比,又便于施加直流偏置。由于电路为小信号工作,微带线导带采用     

Si离子注入GaAs的红外快速退火

研究了适用于GaAs离子注入材料的石墨红外快速热退火方法,对Si~+注入GaAs材料进行950℃,6秒快速退火。从测得的电学特性,DLTS和GaAs MESFET的研究结果表明,红外快速热退火工艺可获得高质量的有源层以及抑制电子陷阱EL2的外扩散。     

适于制备各种GaAs MESFET亚半微米栅的堆积掩蔽技术

为获得可控尺寸的亚半微米栅长,研究了一种用常规光刻和两步蒸发工艺的堆积掩蔽技术。这种新方法可以大量生产具有多层金属化系统的自对准和深凹槽栅。用这种技术已经制备了单栅和双栅GaAs MESFET,其铬/金栅的栅长为0.2μm,栅金属层的厚度为0.9μm(即高宽比为4.5)。这种技术可以用来生产高频低噪声MESFET。     

SI GaAS中S~+注入的电学特性

本文研究了经常规热退火和快速热退火后SIGaAs中S~+注入的电学特性.热退火后,GaAs中注入S~+的快扩散和再分布不决定于S~+或砷空位V_(AS)的扩散而决定于离子注入增强扩散.使用快速热退火方法能抑制注入S~+在GaAs中的增强扩散,明显减小S~+的再分布,可以获得适合于制造GaAs MESFET器件的薄有源层.     

12GHz 100—200mW质子注入隔离GaAs MESFET

<正>南京固体器件研究所已于1982年12月研制成功12GHz、100-200mW GaAs MESFET。该器件首次采用了质子注入隔离有源区的准平面结构,并在浓度为1～2×10~(17)cm~(-3)的N型有源层上用硅离子注入制备1×10~(18)cm~(-3)的N~+接触层,有效地减小了寄生栅压块电容和源串联     

采用离子注入N~+层和质子隔离的12GHz 200mW功率GaAs MESFET

本文报导了采用质子隔离和Si~+离子注入N~+接触层技术,提高了功率GaAa MESFET的微波性能和可靠性.已经制成栅长1μm,总栅宽600μm的GaAs功率MESFET,12GHz下最大输出功率210mW,经严格考核表明器件具有较高的可靠性.     

用于砷化镓功率MES FET器件的优质多层汽相外延材料的制备

本文介绍了近年来我们在氯化物汽相外延GaAs材料的新进展,其中包括提高均匀性的研究,采用脉冲掺杂进行变浓度有源层生长的研究,以及带有n~+层的外延材料用于功率GaAs MESFET器件的研究。所生长的优质多层GaAs VPE材料,用于MESFET功率器件获得良好的结果,在15GHz下输出功率≥1W,相关增益≥5dB;18GHz下,输出功率≥600mW,相关增益≥5dB。     

改善GaAs MESFET输出功率线性的载流子浓度分布设计与制备

经过对GaAs MESFET输出功率及其线性失真的综合分析,提出了无拖尾双峰n~+n载流子浓度分布的最佳设计。用Si离子注入和Be注入埋层方法,以及优化的快速退火技术,满意地制备出所希望的无拖尾双峰n~+n浓度分布。用于DX571功率GaAs MESFET器件时的研究表明,与常规注入分布的器件相比,无拖尾n浓度分布器件在4GHz下测得的1dB增益压缩功率输出增加了0.4W;在输入信号提高50mW情况下增益仍为9dB,漏极效率提高3％,加上n~+注入后饱和压降又下降0.3V,预计其线性输出功率能力将会有进一步改善。