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     

砷化镓自对准栅场效应晶体管

本文介绍了砷化镓微波肖特基势垒场效应晶体管源漏接触之间自动对准栅接触的方法。这个方法包括了源漏接触边缘下面砷化镓外延层的腐蚀以及用伸出部分作为栅接触金属的蒸发掩模。用这种方法制造的器件,栅长为4微米。微波测量的结果:在2千兆赫下最大可用增益为16分贝,按6分贝/倍频程下降,截止频率为11千兆赫。     

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。     

超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析

采用二次外延重掺杂n+ GaN实现非合金欧姆接触,并通过优化干法刻蚀和金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延工艺,有效降低了欧姆接触电阻.将非合金欧姆接触工艺应用于InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)器件制备,器件的有效源漏间距缩小至600 nm.同时,结合40 nm T型栅工艺,制备了高电流截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的InAlN/GaN HFET器件.结果显示减小欧姆接触电阻和栅长后,器件的电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.栅偏压为0V时,器件最大漏源饱和电流密度达到1.88 A/mm;直流峰值跨导达到681 mS/mm.根据射频小信号测试结果外推得到器件的fT和fmax同为217 GHz.     

金-锗合金的升温速率对 n 型砷化镓欧姆接触特性的影响

将 Au-Ge 接触合金到 n 型砷化镓上已被广泛地用作欧姆接触。对于接触特性来说,合金周期内的升温速率是重要的因素.本文报导了升温时间对欧姆接触性质的影响和用扫描电子显微镜(SEM)及电子探针微分析器(EPMA)对再生长层的观察结果。在掺铬的砷化镓半绝缘衬底上面,用 Ga-AsCl_3-N_2系统的气相反应法淀积 n 型砷化镓外延层,外延层厚度为0.4微米,掺杂浓度为3×10~(16)原子/厘米~3。用蒸发方法在     

采用复合帽层改善GaAs HEMT/PHEMT的欧姆接触特性

GaAs HEMT/PHEMT的欧姆特性对器件的性能和可靠性至关重要,通常为了得到最好的欧姆接触特性,帽层(CAP层)的掺杂浓度大约在5E+18cm-3的水平,已经达到了GaAs掺杂的极限。为了进一步改善GaAs HEMT/PHEMT欧姆特性,本文的研究工作是在砷化镓帽层上生长一层10nm厚、具有更小禁带宽度的InGaAs薄层,基于这种新的外延结构,在欧姆制作工艺不变的情况下,制作的欧姆接触具有更低的欧姆接触电阻率和更好的一致性。     

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。     

斜凹槽结构的砷化镓功率MESFET

<正> 通过采用斜凹槽结构改进了砷化镓功率 MESFET 的性能。在6千兆赫波段,增益4分贝下,得到最大输出功率为15瓦,在11千兆赫波段,3分贝增益下为4.3瓦。由于采用了高掺杂(n~+)漏区或陡凹槽结构,已制成具有高源-漏击穿电压的砷化镓功率 MESFET。然而,研究这些器件的光发射发现,在载流子集中或有源层的厚度突然变化的区域存在着高场强区。为了解决这个问题,研究出一种称之为斜凹槽器件的新结构(图1)。外延层的厚度从栅有源区到源和漏电极“逐渐地”增加,从而避免了不规则电场的集中,同时也减     

使用金锡合金焊接微波功率GaAs MESFET管芯

微波功率GaAsMESFET的结构是在半绝缘砷化镓衬底上外延生长n型薄层砷化镓,然后在其上做源、漏欧姆接触和肖特基势垒栅.我们通过管芯侧面和背面金属化实现了大面积源接地.器件对管芯焊接工艺的基本要求是:(1)低温焊接;(2)导电导热性能良好;(3)可靠性高;(4)成品率高等等.我们曾经试用工艺比较成熟的银浆烧结(烧结温度是370℃),但是发现部分管芯特性变坏和焊接不牢、热阻大、串联电阻大以及工艺重复性差等问题.经过分析,我们认为高的导热率和高的电导率是     

砷化镓网状源微波功率场效应晶体管

肖特基势垒栅宽度为8毫米的网状源砷化镓微波功率场效应晶体管已经研制成功。在源漏电压为8伏和2千兆赫下,器件的输出功率为1.6瓦,功率增益为5分贝,漏的效率为30％。采用多层电极结构是为了在8×10~(-2)毫米~2的面积上分别地并联80个岛状漏和20个苜蓿叶片状栅。     

GaAs场效应晶体管性能的最佳化

<正> 一、引言制造高性能的 GaAs 金属半导体场效应晶体管非常强调材料和器件工艺。特别是砷化镓材料的生产不仅直接影响垠终器件的性能,而且是这两个工艺当中容易变化而又不好控制的一个工艺。如果器件加工工艺已经确定,那么就能够确定由于材料参数的变化所引起的器件性能的改进。更具体地说,源-漏欧姆接触应是低电阻的以及栅应形成电性能稳定的肖特基势垒。为谋求大量生产应用于 X 波段的1μm 栅长的低噪声 GaAs MESFET,我们报导了典型的接触电阻为0.1Ω·mm 的金/锗/镍欧姆接触系统的进展,以及典型的势垒为0.79V 的铝     

fmax为107GHz的AlGaN/GaN HFET

UCLA,JPL和Epitronics报道了在半绝缘4H-SiC衬底上生长的非掺杂沟道Al0.30Ga0.70N/GaN HFET,器件没有制作空气桥,获得的fmax达到了107GHz的新记录.该器件包括一个100nm AlN缓冲层、1.25nm的未掺杂GaN、3nm的未掺Al0.30Ga0.70N和n型重掺杂(Si=1×1019cm-3)的30nm的Al0.30Ga0.70N层.栅长为0.2μm,由于在AlGaN层中的Al含量高和n型掺杂重,获得的源漏欧姆接触电阻为0.15Ω*mm.除了优越的频率特性,该器件的跨导为260mS/mm(栅的反向偏置电压为3.5V),饱和电流密度为1.2A/mm.     

砷化镓场效应晶体管及其放大器的装架和封装技术

X波段砷化镓场效应晶体管的问世,在装架和封装方面向器件和电路的设计制造者提出了许多问题。本文将叙述器件的封装技术,在混合微带电路中器件是如何装架和封装的,以及在砷,七镓上制作微波集成电路使这些问题可得到解决。器件的封装为了使砷化镓场效应晶体管能工作于微波频段,在晶体管栅上的有源区尺寸必须非常小。若想工作在10千兆赫甚至更高的频率,必须制作栅金属条宽度为1个微米的器件。图1是普莱赛公司制作的X波段砷化镓场效应晶体管的扫描电子显微镜照片。图中的栅条(在两个大面积欧姆接触源和漏压之间的区域)是用电子束光刻制作的。在目前,这种     

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     

肖特基势垒场效应晶体管制造中的金属化工艺

叙述了微波肖特基势垒场效应晶体管制造中的金属化工艺。首先,栅接触只有1微米宽,源、漏和栅的接触窗孔和金属化是同时制造的。其次,接着通过蒸发金-锑到接触上将源和漏的接触转变为欧姆接触。掩模对准不成问题,因为金-锑经适当的热处理后扩展到漏源的接触面上。     

日电研制X波段自对准栅增强型InP MISFET

<正> 日本电气公司研制成功一种可工作在X波段的自对准栅增强型InP MISFET,并在七月份召开的电子通信学会电子器件研究会上发表了其详细结果。器件的制作过程如下。在掺铁的半绝缘InP衬底上生成n~+外延层之后,再生长作掩模用的SiO_2层(用作腐蚀沟道掩模,并自对准地形成金属栅,接着腐蚀除去n~+层。其次,形成Ni/Au-Ge源和漏欧姆电极以及CVDSiO_2栅绝缘膜,在上面蒸发栅电极金属铝,并腐蚀除去栅以外部分的铝,最后开源和漏的接触窗口,作Au/Pt/Ti键合点。器件的沟长约为0.8μm,     

f_T为350 GHz的InAlN/GaN HFET高频器件研究（英文）

采用再生长n~+GaN非合金欧姆接触工艺研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs),器件尺寸得到有效缩小,源漏间距减小至600 nm.通过优化干法刻蚀和n~+GaN外延工艺,欧姆接触总电阻值达到0.16Ω·mm,该值为目前金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备的最低值.采用自对准电子束曝光工艺实现34 nm直栅.器件尺寸的缩小以及欧姆接触的改善,器件电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.器件的开态电阻(R_(on))仅为0.41Ω·mm,栅压1 V下,漏源饱和电流达到2.14 A/mm.此外,器件的电流增益截止频率(f_T)达到350 GHz,该值为目前GaN基HFET器件国内报道最高值.     

fT为350 GHz的InAlN/GaN HFET高频器件研究

采用再生长n+ GaN非合金欧姆接触工艺研制了具有高电流增益截止频率(fT)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管 (HFETs),器件尺寸得到有效缩小,源漏间距减小至600 nm.通过优化干法刻蚀和n+ GaN外延工艺,欧姆接触总电阻值达到0.16 Ω·mm,该值为目前金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备的最低值.采用自对准电子束曝光工艺实现34 nm直栅.器件尺寸的缩小以及欧姆接触的改善,器件电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.器件的开态电阻(Ron)仅为0.41 Ω·mm,栅压1 V下,漏源饱和电流达到2.14 A/mm.此外,器件的电流增益截止频率(fT)达到350 GHz,该值为目前GaN基HFET器件国内报道最高值.     

选择性外延隔离P^＋多晶硅栅PMOSFET

在离子注入埋层的硅片上,以SiO_2层为掩膜和隔离,生长了选择性外延(SEG)单晶硅层,并在此外延层上制作了P~+掺杂的多晶硅栅PMOSFET。浅源漏结的P~+多晶硅栅PMOSFET是使用一次离子注入同时完成栅与源漏的掺杂注入,并由低温退火与快速热退火完成杂质的再分布推进。测试结果表明PMOSFET的短沟道效应明显减小。     

用化学汽相淀积技术形成非合金欧姆接触

<正> 一、引言在源和漏电极下增设高掺杂层改进了砷化镓场效应晶体管的性能。从而提高了瞬时烧毁电压,降低了寄生参量,改进了可靠性,减少了噪声等。在一般情况下,通常采用合金低共熔的金-锗-镍系统制作欧姆接触。然而,自由选择欧姆接触冶金学的种类和非合金欧姆接触是人们非常向往的。目前工艺水平是用 CVD(化学汽相淀积)生长材料形成了非合金欧姆接触,该 CVD 法使用镓-氢-三氯化砷(Ga-H_2-AsCl_3)技术。已经用ⅣA 和ⅥA 族元素来实现这些结果,但这里仅仅介绍硅和硫的结果。