12GHz 1.5dB亚微米栅GsAs MESFET

<正> 南京固体器件研究所成功地研制了深槽亚微米栅GaAs MESFET。器件栅工0.4～0.6μm、栅宽150μm、槽深0.3～0.4μm。以1.8×1.8mm标准陶瓷金属微带管壳封装,进一步改善了射频特性。在12GHz下测量,器件噪声系数的最佳值为1.4dB,相关增益7.5dB。大部分器件的噪声系数在1.5～3.5dB范围内。器件在2～12GHz频率范围内的s参数也较好。与日本三菱公司的2SK267和NEC的NE38883 MESFET 进行了同等条件下测试对比,说明测试结果可靠。 用于制作器件的GaAs材料的质量较好。GaAs半绝缘衬底有较高的电阻率;缓冲层纯度较高,提高了与有源层交界面附近的迁移率;有源层为N~+-N层,有利于减小源漏接触电阻。这些为器件获得高增益、低噪声打下了良好的基础。     

UHF-L波段低噪声GaAs双栅MESFET

本文采用二维直流传输特性和s、y参数分析双栅MESFET的性能,介绍了器件设计和实验结果.得到的最佳性能为:在1GHz下噪声系数0.7dB,相关增益22.4dB;在1.9GHz下,噪声系数0.9dB,相关增益15.5dB.     

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。     

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。     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件. 通过对SiC关键工艺技术进行研究，设计出初步可行的工艺流程，并且制作出单栅宽100μm，总栅宽1mm，栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET，其微波特性测试结果为：在2GHz, Vds＝30V时，最大输出功率为1.14W，相应增益为4.58dB，功率附加效率为19%，漏极效率为28.7%.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

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。     

4H-SiC MESFET器件的制备与性能

在半绝缘4H-SiC衬底上成功制备出MESFET器件,并完成直流特性测试和交流小信号特性测试工作.共制备出3种结构尺寸的MESFET器件,其栅长栅宽分别为0.5μm/80μm,0.7μm/80μm和2μm/2mm,其中0.5μm/80/μm的MESFET器件的漏极电流密度最高,频率特性最好.在漏源电压Vds=10V时,它的漏极电流Ids约为14mA,电流密度为175mA/mm,最大跨导为25mS/mm,fT=3.5GHz,fmax=7GHz.     

4H-SiC MESFET器件的制备与性能

在半绝缘4H-SiC衬底上成功制备出MESFET器件,并完成直流特性测试和交流小信号特性测试工作.共制备出3种结构尺寸的MESFET器件,其栅长栅宽分别为0.5μm/80μm,0.7μm/80μm和2μm/2mm,其中0.5μm/80/μm的MESFET器件的漏极电流密度最高,频率特性最好.在漏源电压Vds=10V时,它的漏极电流Ids约为14mA,电流密度为175mA/mm,最大跨导为25mS/mm,fT=3.5GHz,fmax=7GHz.     

朝着毫米波方向发展的HEMT器件

<正> 据《Microwaye & RF》1989年2月刊报道,HEMT和HBT在毫米波的应用上显示出许多优越性。目前国际上已有许多厂家生产HEMT器件。 休斯公司认为,生产栅长短于0.1μm的器件不存在问题,他们已研制了在60GHz下有0.8dB噪声系数的GalnAs HEMT器件,其衬底为InP,栅长为0.1μm。休斯公司预言:HEMT在100GHz下具有2～3dB的噪声系数是可能的。     

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。     

短栅GaAs MESFET中电子饱和速度

本文根据0.3—1.1μm栅长GaAs MESFET直流特性的测试结果,计算了不同栅长器件中电子饱和速度.实验表明,短栅GaAs MESFET中电子饱和速度随负栅压增加而上升至速度过冲.结合器件结构,对实验结果作了讨论.     

器件结构和材料质量对GaAs MESFET噪声系数的影响

本文从栅源串联电阻R_s和有效栅长L_f两方面论述了深槽自对准斜蒸栅结构可明显减小R_s与缩短L_f,有利于降低器件的噪声系数。 本文还用相关栅长L_a和器件在低温下的性能说明GaAs材料的质量对器件噪声系数的影响。提高GaAs半绝缘衬底和缓冲层质量以及与有源层交界面附近的迁移率,可较明显地缩短相关栅长L_a,降低器件噪声。 采用这一器件结构,并选用质量较高的GaAs材料,制得的MESFET,在12GHz下相关增益G_a为7.5dB,噪声系数NF_(min)为1.4dB,与理论预计值相符。     

GaAs双栅MESFET的设计与性能分析

本文将双栅MESFET模拟成两个级联的单栅MESFET,用三端信号流通图来分析它的性能特征.并将双栅MESFET当作一个短的行波管来说明其工作原理的物理本质.可以看出,它是一种在微波领域中有着广泛用途的多功能器件.本文还讨论了GaAs双栅MESFET的设计.采用金属剥离工艺制作的双指状、深凹糟1微米栅的双栅MESFET,在4千兆赫下相关增益为20分贝,噪声系数为1.9分贝,在8千兆赫下相关增益为18分贝,噪声系数为2.8分贝.     

60GHz GaAs FET放大器

用1/4μm栅结构研制出新的毫米波场效应晶体管(FET)器件。这个器件在波导-微波集成电路(MIC)放大器电路中从55～62GHz有5.0±0.5dB的增益,在60GHz下最小噪声系数为7.1dB。     

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％。     

12GHz 1.5dB低噪声GaAs MESFET

本文叙述了12GHz低噪声GaAs MESFET的设计和制造.用普通光刻技术制成了高性能GaAs MESFET.在12GHz下测得器件最小噪声系数为1.4dB,相关增益7.5dB.     

X波段GaAsMESFET单片功率放大器

本文利用MESFET的小信号S参数,结合大信号下S参数的一些特点,根据由计算机分析得到的S参数随器件模型中一些元件值变化的趋势,适当修正了小信号器件模型,在此基础上,设计与分析了X波段单片单级功率放大器。有源器件总栅宽为360μm,栅长为1μm。放大器在9.53GHz下获得1dB压缩功率为55mW,线性增益为6.0dB。电路芯片面积为1.8×1.8mm~2。