X 波段砷化镓场效应晶体管

做出了10千兆赫微波频率下低噪声放大砷化镓场效应晶体管,使固体放大器频率范围比使用硅晶体管提高2～3倍。GaAs FET 最高振荡频率达30千兆赫,8千兆赫和16千兆赫下测得的功率增益分别为8分贝和3分贝,见图1。4千兆赫下噪声3分贝,低于迄今为止报导的晶体管噪声水平。此外,场效应晶体管噪声随频率的变化较小,8千兆赫下仅为5分贝,见图2。器件制于半绝缘 GaAs 衬底上的10~(17)厘米~(-3)掺硫外延薄膜上。外延层必须很薄(约0.3     

用分子束外延制造低噪声微波场效应晶体管

报导了适用于制造场效应晶体管的砷化镓分子束外延生长。分子束外延结构由一个 n=3.5×10~(17)/厘米~3的有源层和长在它上面的一个 n~+=2.5×10~(18)/厘米~3的接触层组成。用这种材料制造的场效应晶体管在8千兆赫下的最小噪声系数为1.5分贝;相应的增益为15分贝。这是目前报导过的有关低噪声分子束外延砷化镓场效应晶体管的最好结果。     

中功率砷化镓场效应晶体管

据报导,美国无线电公司采用一层掺铬的高阻砷化镓外延缓冲层作为器件有源区与单晶衬底之间的本体生长衬底之间的隔离,制出了一种革新的中功率砷化镓场效应晶体管(肖特基场效应晶体管)。据称,一个单元的器件在9千兆赫下以1分贝增益压缩,得到了高达300毫瓦的输出功率,5.2分贝的线性增益以及30％的漏极效率。三个单元的器件,在4千兆赫下以1分贝的增益压缩,实现了665毫瓦的输出功率,8分贝的线性     

用分子束外延技术试制的两种砷化镓场效应晶体管

用分子束外延技术试制成两种和以往的汽相外延法具有同样特性的砷化镓场效应晶体管(GaAsFET)。一种是频率为8千兆赫的最小噪声系数为2.5分贝的器件,另一种是8千兆赫下最大饱和输出功率为2瓦的器件。前者是三菱电机公司研制的,后者是富士通研究所研制的。各自独立地在分子束外延技术器件的应用方面进行了探讨。     

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。     

砷化镓功率场效应晶体管的X波段性能

本文介绍 X 波段砷化镓功率场效应晶体管(FET)的测量结果。这些器件是用简单的平面工艺制作的。多个单元并联的器件在9千兆赫下,输出功率大于1瓦,增益大于4分贝。4分贝增益下,最大输出功率在9千兆赫下为1.78瓦,在8千兆赫下为2.5瓦。8千兆赫下,器件功率附加效率为46%。     

InP电子转移放大器

英国普莱赛公司研制了低噪声 InP 反射型放大器,在15千兆赫下在1千兆赫带宽范围内,其增益为8分贝。器件结构为 n~÷-n-n~÷夹层结构,外延层厚度为2微米,掺杂浓度为10~(13)厘米~(-3),并具有集成热沉。当频率从12千兆赫变到18千兆赫时,将偏压调到最佳,可使噪声系数在8～9分贝间,其变化小于1分贝。发现噪声系数是外延层掺杂浓度的函数,对于10~(12)厘米~(-3)的载流子浓度,噪声系数渐近地趋近于7～8分贝。     

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     

用离子注入制造性能优良的砷化镓场效应晶体管

北美砷化镓会议录论文集中的“用硒离子注入制造砷化镓场效应晶体管”这篇文章介绍了罗克韦尔国际科学中心采用离子注入技术取代外延生长技术形成有源层,制造出接近于理论特性的低噪声砷化镓场效应晶体管。对于栅长0.9微米的器件,论证了增益与频率的特性。结果表明,最大振荡频率超过50千兆赫。在10千兆赫下,典型噪声系数为3.5分贝,而增益为7分贝。经挑选,有些器件,在10千兆赫下,噪声系数可低达3.3分贝,而最大可用增益为11.5分贝左右。J.A.Higgins 等人宣称“对于相同几何图形的 FET,1976年 Hewitt 等人计算出了噪声系数的最佳值为3.5分贝,这就证明离子注入的晶体管与理论预计的特性相符。”     

宽带砷化镓场效应晶体管放大器的设计

实现了具有电抗补偿器和分节阻抗变换器的砷化镓场效应晶体管放大器,并对其特性作了测量。砷化镓场效应晶体管的输入和输出阻抗的虚部用电抗补偿器转换成任意电阻,然后再用分节阻抗变换器转换成50欧姆特性阻抗。对于采用 f_(max)-15千兆赫砷化镓场效应晶体管的放大器,在6.5千兆赫时得到2千兆赫1分贝带宽和5分贝的增益,且其值大致与计算值相符。己实现7分贝的噪声系数。     

砷化镓多层外延及其在场效应晶体管上的应用

用三个料瓶的 Ga-AsCl_3-H_2外延系统,在掺铬 GaAs 半绝缘衬底上成功地连续生长了缓冲层(n~-)、有源层(n)的 GaAs 外延结构。缓冲层(n~-)的室温迁移率在6000厘米~2/伏·秒左右,有源层的室温迁移率在4500厘米~2/伏·秒左右。用这种结构的外延片制备的 GaAs 低噪声场效应晶体管,在6千兆赫下,噪声系数(N_F)可达2.7分贝,增益可达9分贝;在12千兆赫下,N_F 为3.68分贝,增益为4.8分贝;制备的功率器件,在6千兆赫下输出功率可达550毫瓦,增益4分贝左右。使用这种系统还试验生长了欧姆接触层(n~+)-有源层(n)-缓冲层(n~-)结构的外延材料,在器件制备上已初步看到 n~+-n-n~-结构比 n-n~-结构有更好的效果。     

低噪声砷化镓金属-半导体场效应晶体管的制造与性能

用投影光刻制造亚微米栅砷化镓金属-半导体场效应晶体管,获得了在4千兆赫下噪声0.8分贝、6千兆赫下噪声1.3分贝、相关的增益至少9分贝的结果。     

砷化镓功率肖特基势垒栅场效应晶体管微波性能与器件及材料参数的关系

本文叙述了GaAs 功率场效应晶体管(FET)X 波段测量的最新结果。这类器件用简单的平面工艺制造,已有25个以上的片子获得9千兆赫下功率增益为4分贝时输出功率至少1瓦的结果。这些片子的载流子浓度在5～15×10~(16)厘米~(-3)范围。迄今,4分贝功率增益下的最大输出功率已观察到在11千兆赫下为1.0瓦,在8千兆赫下为3.6瓦。器件在8千兆赫下的功率附加效率可达46%。本文扼要地叙述了制造工艺,并对影响大输出功率的诸因素进行了讨论。这些因素是8×10~(16)厘米~(-3)左右的外延层载流子浓度、良好的器件热沉和低的寄生电阻。还讨论了所观察到的微波性能与总栅宽、栅长、夹断电压、外延掺杂浓度等因素的关系。     

14～18千兆赫晶体管放大器

据讯,美国IBM研究实验室研制了一种在目前来说频率最高的高频晶体管化放大器和振荡器。为了获得14～18千兆赫下的性能,该实验装置应用了砷化镓肖特基势垒场效应晶体管。这些晶体管IBM公司称之为金属-半导体-场效应晶体管(MESFET),它们在15千兆赫下具有8分贝的增益。用这类晶体管制成的三级放大器在16.9千兆赫下的功率增益为6     

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     

微波晶体管及其制造技术

近年来,微波晶体管有了很大的发展,在4千兆赫下噪声系数为2.5分贝的双极晶体管和在8千兆赫下噪声系数为3分贝的砷化镓场效应晶体管已达到实用阶段。另外,在大功率晶体管方面,4千兆赫5瓦,3千兆赫10瓦的器件业已获得。这些器件在制造技术上都使用了接近极限的技术,器件的进步不仅取决于设计技术,还与工艺技术的进步关系极大。今后的微波晶体管的进展考虑非采用亚微米加工那样的新的制造技术不可。     

低噪声砷化镓金属-半导体场效应晶体管

用投影光刻法制出了在6千兆赫下最佳噪声系数为1.6分贝的砷化镓金属-半导体场效应晶体管(GaAs MESFET)。推出了计算最佳噪声系数的公式,得到的计算值和测量值非常一致。引言:本简讯的目的是报导在6千兆赫下测得噪声系数为1.6分贝、可用增益为11分贝的 GaAsMESFET。这种器件,当调至4千兆赫时,最佳噪声系数为1.0分贝。这些噪声系数,现在仍是4千兆赫和6千兆赫下获得的最低值。     

简讯

用离子注入法制作的微波晶体管日本东芝公司是日本最早采用离子注入法制作微波晶体管的,起始于1968年,1971年年底制成。在第一次国际固体元件会议上介绍了这项研究成果。他们研制的晶体管:24千兆赫下噪声系数为2分贝;44千兆赫下噪声系数为4分贝。最近又研制出6分贝的6千兆赫的晶体管。这类晶体管制造特点是:①离子注入使基区宽度变窄,而产生高浓度杂质;②发射极不采用离子注入,而采用泡发射极;③采用高温多层金属作电极。目前离子注入晶体管(2千兆赫和4千兆赫)已应用于陶瓷衬底的集成化放大器中,     

14～18千兆赫的砷化镓放大器和振荡器

最近,美帝国际商业机器公司制成了14～18千兆赫的实验性晶体管放大器和振荡器。由于采用了砷化镓晶体管,使它们的频率特性提高了。在室温下,砷化镓晶体管中的电子饱和漂移速度比在硅中大2倍。据报道,在17千兆赫下,振荡器输出为1毫瓦。在14.9千兆赫、150千兆赫的3分贝带宽下,四级窄带放大器产生最大的功率增益为16分贝。在18千兆赫、380兆赫的带宽以上,三级放大器呈现的最大增益为6分贝。电路中所采用的新型晶体管的外推法测量数据表明,晶体管的最高振荡频率实际上在30千兆赫以上。理论计算表明,只要     

匹配反馈放大器:砷化镓金属半导体埸效应晶体管的超宽带微波放大

一种从350兆赫至14千兆赫频率范围的超宽带放大器组件已经研制成功。在整个这一40:1带宽范围内最小增益为4分贝,输出功率有13分贝毫瓦。该放大器用负反馈和正反馈回路与一个砷化镓金属半导体场效应晶体管做在一起,该砷化镓金属半导体场效应晶体管的主要特性在于寄生参数低。该晶体管栅极尺寸为800×1微米。文中讨论了砷化镓金属半导体场效应管的工艺和射频性能,也讨论了单端反馈放大器的设计考虑和性能。