简讯

<正> 最近日本的松下电气公司采用偏置凹槽栅工艺开发成功了一种低噪声p-HEMT,其栅偏置在靠近源一侧,用以降低源和栅电阻。所用的n-AlGaAs/InGaAs异质结构是用MBE技术生长的。0.2μm长的栅为T型截面栅,系用自对准工艺制成。跨导为510mS/mm。在12GHz下,NF=0.68dB,G_a=10.4dB。用这种器件制作的三级放大器,最小噪声系数为1.2dB,最大增益为31dB。超低噪声毫米波p-HEMT 在1989年IEEE MTT国际微波讨论会上,Varian公司报告了一种0.1μm栅长的AlGaAs/InGaAs/GaAs p-HEMT。在43GHz下,300K时,NF=1.32dB(相当于噪     

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.     

用于MMIC的自对准平面GaAs MESFET工艺

本文描述了制备高水平和高成品率MMIC的自对准栅MESFET工艺。为了降低栅电阻,在WSi耐熔栅上叠加了Ti/Au层。同时为了提高栅击穿电压和减小栅电容,采用了一种LDD(轻掺杂漏区)结构。用这种工艺制备的器件在2in片上Ⅰ_(dss)的标准偏差大约为6％。制得的0.5μm栅长FET的截止频率(f_T)为42GHz,在12GHz下,该FET的噪声系数(NF_(min))为1.25dB,NF_(min)小于1.4dB的成品率高于80％。     

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。     

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。     

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。     

用于低噪声MESFET的高厚-长比的0.1微米栅制造工艺

已研究出一种采用光学光刻的新工艺来制作很厚的亚微米栅。用这种工艺已制出了厚-长比(栅厚度/栅长度)大约为19的900A长和1.7μm厚的铝栅。用这种厚-长比大的栅结构已制造出栅长短至0.1μm和栅宽达300μm的GaAsMESFET。对于半微米和1/4微米长的铝栅,已分别测得每毫米栅宽的栅电阻为17Ω和37Ω。     

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。     

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。     

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.     

面向太赫兹辐射计应用的宽带接收机芯片

设计一款工作在W波段的辐射计SOC芯片。该芯片采用商用0.1μm栅长的GaAs pHEMT工艺;内部集成低噪声放大器,IQ输出的零中频电阻混频器以及6倍频本振链。测试结果显示,该芯片工作频率为85～110 GHz,中频带宽大于10 GHz,本振需求低于16 GHz&6 dBm;工作频带内整个接收机电路的变频增益大于7 dB,特别在98～105 GHz频带内平坦度优于±0.5 dB。此外,该芯片实现了优于35 dBc的镜频抑制,极大降低了接收电路前级滤波器的需求。     

AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors on Sapphires with fmax of 100GHz

制作了蓝宝石衬底上生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管.0V栅压下,0.3μm栅长、100μm栅宽的器件的饱和漏电流密度为0.85A/mm,峰值跨导为225mS/mm;特征频率和最高振荡频率分别为45和100GHz;4GHz频率下输出功率密度和增益分别为1.8W/mm和9.5dB,8GHz频率下输出功率密度和增益分别为1.12W/mm和11.5dB.     

fmax为100GHz的蓝宝石衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

制作了蓝宝石衬底上生长的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管.0V栅压下,0.3μm栅长、100μm栅宽的器件的饱和漏电流密度为0.85A/mm,峰值跨导为225mS/mm;特征频率和最高振荡频率分别为45和100GHz;4GHz频率下输出功率密度和增益分别为1.8W/mm和9.5dB,8GHz频率下输出功率密度和增益分别为1.12W/mm和11.5dB.     

非共晶Au/Ge欧姆接触工艺改善扩散法n沟道GaAs MESFET

用非共晶组份Au/Ge合金做n型GaAs欧姆接触.系统测定了不同Au,Ge厚度做欧姆接触的比接触电阻值.以150A|°Ge/2000—2500A|°Au的配比,在400℃,10min(实际是3min)下合金化,其比接触电阻值能与文献报道的数据相比较,且表面很平.这有利于栅长≤1μm场效应管的光刻,且能改进器件性能与成品率.用作在高阻衬底上以扩散法制备n沟道场效应管的欧姆接触,改进的器件性能在栅长是1.2μm,栅宽150μm时,跨导8m达29m3.另一个样品在栅长1.3μm,栅宽300μm时,fmax=21GHz,在4GHz下,噪声系数N_F≤1.5dB,相关增益Gα为11dB.     

0.5μm栅长GaAsMESFET中的沟道长度效应

本文比较了栅长为0.25μm,沟道长度(即源一漏间距)为2.1μm和0.5μm的GaAsMESFET的电性能。实验发现极短的沟道长度导致电子平均漂移速度、跨导和正向转换增益明显地增加。当0.25μm栅长器件的源-漏间距从2.1μm减小到0.5μm时,电子平均漂移速度和本征直流跨导都增加约70％。还指出了输出电导和极间电容增加的不利影响。     

采用新的偏心凹槽栅工艺制作的低噪声InGaAs HEMT

采用新的偏心凹槽栅工艺制作的低噪声InGaAs HEMT(高电子迁移率晶体管),在12GHz下噪声系数可达到0.68dB。这种n-AlGaAs/InGaAs PHEMT结构是用分子束外延法在半绝缘的GaAs衬底上生长的。采用这种新的偏心凹槽栅工艺可以减小栅源电阻,栅漏击穿电压可达6V以上。栅长为0.2μm的InGaAs HEMT在最低噪声偏置点的跨导为510mS/mm。在12GHz下,当V_(ds)=2V,I_(ds)=16mA时,最小噪声系数和相关增益分别为0.68dB和10.4dB。采用这种新的HEMT作为第一级的三级放大器,其最小噪声系数为1.2dB,最大增益为31dB。     

30千兆赫0.25微米栅低噪声 GaAsFET

采用电子束曝光技术刻制栅电极及减小源栅寄生电阻的方法,发展了0.25μm 栅低噪声 GaAsFET。18GHz 下,噪声系数为1.9dB,相应增益为7dB(漏电流为10mA 时),最大有用增益为11dB(漏电流为30mA 时)。30GHz 下,噪声系数为4dB,相应增益为5dB,最大有用增益为8dB。测得的噪声系数是迄今所报导的最好值。本工作证明,GaAsMESFET 能够在毫米波范围工作。     

输出功率密度为2.23W/mm的X波段AlGaN/GaN功率HEMT器件

MOCVD技术在蓝宝石衬底上制备出具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/GaN HEMT材料.高迁移率GaN外延层的室温迁移率达741cm2/(V·s),相应背景电子浓度为1.52×1016cm-3;非有意掺杂高阻GaN缓冲层的室温电阻率超过108Ω·cm,相应的方块电阻超过1012Ω/□.50mm HEMT外延片平均方块电阻为440.9Ω/□,方块电阻均匀性优于96％.用此材料研制出了0.2μm栅长的X波段HEMT功率器件,40μm栅宽的器件跨导达到250mS/mm,特征频率fT为77GHz;0.8mm栅宽的器件电流密度达到1.07A/mm,8GHz时连续波输出功率为1.78W,相应功率密度为2.23W/mm,线性功率增益为13.3dB.     

输出功率密度为2.23W/mm的X波段AlGaN/GaN功率HEMT器件

MOCVD技术在蓝宝石衬底上制备出具有高迁移率GaN沟道层的AlGaN/GaN HEMT材料.高迁移率GaN外延层的室温迁移率达741cm2/(V·s),相应背景电子浓度为1.52×1016cm-3;非有意掺杂高阻GaN缓冲层的室温电阻率超过108Ω·cm,相应的方块电阻超过1012Ω/□.50mm HEMT外延片平均方块电阻为440.9Ω/□,方块电阻均匀性优于96％.用此材料研制出了0.2μm栅长的X波段HEMT功率器件,40μm栅宽的器件跨导达到250mS/mm,特征频率fT为77GHz;0.8mm栅宽的器件电流密度达到1.07A/mm,8GHz时连续波输出功率为1.78W,相应功率密度为2.23W/mm,线性功率增益为13.3dB.     

基于0.25μm GaAs PHEMT工艺的32GHz毫米波单片功率放大器

设计、制造和测试了基于0.25μm栅长GaAs工艺的32GHz毫米波单片功率放大器.该功率放大器采用三级放大,工作电压为6V,工作电流为600mA.带内最大小信号增益为17.4dB,在32GHz具有0.5W的饱和功率输出.