InP基InAlAs—InAs HEMT

对ＩｎＡｓ沟道ＩｎＡｌＡｓ－ＩｎＡｓ高电子迁移率晶体管材料及器件的设计和器件制作工艺进行了研究，器件样品性能良好，１μｍ栅长ＩｎＡｌＡｓ－ＩｎＡｓ ＨＥＭＴ器件的最大跨导３００Ｋ时达到２５０ｍＳ／ｍｍ。这是国内首次研制成功的ＩｎＡｓ沟道ＨＥＭＴ器件。     

截止频率为120GHz的晶格匹配InP基HEMT

报道了具有良好直流特性的晶格匹配InP基HEMT，器的跨导为600mS/mm，阈值电压为－1-2V，最大电流密度为500mA/mm，截止频率为120GHz.     

太赫兹InP HEMT器件的建模

采用减小栅长(Lg)的方法可以显著提高磷化铟基高电子迁移率晶体管(InP HEMT)器件的直流和微波性能,并使器件的工作频率上升到太赫兹频段。采用T形栅工艺制备了70 nm栅长的InP HEMT器件,器件的直流跨导达到了2.87 S/mm,截止频率ft和最大振荡频率fmax分别为230 GHz和310 GHz。对器件的寄生参数进行了提取和去嵌入,得到了器件的本征S参数。采用经典的9参数模型拓扑结构对器件进行了小信号建模,模型仿真与测试结果拟合良好。针对电流的短沟道效应,采用电流分段的方法来拟合I-V曲线,取得了较好的拟合结果。最后采用Angelov模型对器件的电容进行建模,并最终建立了器件的大信号模型。     

国外InP HEMT和InP HBT的发展现状及应用

在毫米波段,InP基器件由于其具有高频、高功率、低噪声及抗辐射等特点,成为人们的首选,尤其适用于空间应用.InP HEMT和InP HBT已在卫星、雷达等军事应用中表现出了优异的性能.分别介绍了InP HEMT和InP HBT器件及电路的发展现状,现在能达到的最高性能及主要生产公司等,其中InP HEMT又分别按低噪声和功率进行了详细介绍.介绍了它们在军事上的主要应用,以具体的应用实例介绍了在卫星相控阵雷达系统天线中的T/R模块中、航天器和地面站的接收机中、以及雷达和通信系统中的应用情况、达到的性能及可靠性等.并根据国外InP器件和电路的发展现状总结了其未来发展趋势.     

InP基RTD/HEMT集成的几个关键工艺研究

用MBE设备在半绝缘的InP衬底上依次生长高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料和共振遂穿二极管(RTD)外延材料,在此材料结构基础上研究和分析了RTD与HEMT器件单片集成工艺中的隔离工艺、欧姆接触工艺、HEMT栅挖槽工艺和空气桥工艺等几步关键工艺,给出了这些工艺的相关参数。利用上述工艺成功地制作了RTD和HEMT器件,并在室温下分别测试了RTD器件和HEMT器件的电学特性。测试表明:在室温下,RTD器件的峰电流密度与谷电流密度之比(PVCR)为3.66;HEMT器件的最大跨导约为370 mS/mm,在Vds=1.5 V时的饱和电流约为391 mA/mm。这将为RTD与HEMT的单片集成研究奠定工艺基础。     

3毫米波段HEMT

描述了３毫米波段ＨＥＭＴ的发展及现状，介绍了低噪声和功率器件的关键技术，即最佳结构的ＭＢＥ材料、０．１μｍ栅长制造和测量技术。     

蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片,室温下样片迁移率达10 289 cm2/（Vs）。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后,天线S11参数为-40 dB,电压驻波比（VSWR）为1.15,增益可达6 dB,并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试,测试结果表明,室温下器件噪声等效功率（NEP）为40 nW/Hz1/2,探测响应度46 V/W,器件响应时间优于330 s。     

超高速化合物半导体器件：InP基高电子迁移率晶体管

以高电子迁移率晶体管，异质结双极晶体管和微波/毫米波集成电路为例，介绍化合物半导体器件的特点，封装，测试及其应用。     

InP基功率HEMT结构材料分子束外延生长研究

从 3个层面研究了分子束外延 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In P功率 HEMT结构材料生长技术。首先 ,通过观察生长过程的高能电子衍射 (RHEED)图谱 ,确立了 Ga0 .47In0 .53As/ In P结构表面层的 MBE RHEED衍射工艺相图 ,据此生长的单层 Si-doped Ga0 .47In0 .53As(40 0 nm) / In P室温迁移率可达 6960 cm2 / V· s及电子浓度 1 .3 3 E1 7cm- 3。其次 ,经过优化结构参数 ,低噪声 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In P HEMT结构材料的 Hall参数达到μ30 0 K≥ 1 0 0 0 0 cm2 / V· s、2 DEG≥ 2 .5 E1 2 cm- 2 。最后 ,在此基础之上 ,降低 spacer的厚度、在 Ga0 .47In0 .53As沟道内插入 Si平面掺杂层并增加势垒层的掺杂浓度获得了功率 Al0 .48In0 .52 As/ Ga0 .47In0 .53As/ In PHEMT结构材料 ,其 Hall参数达到μ30 0 K≥ 80 0 0 cm2 / V· s、2 DEG≥ 4 .0 E1 2 cm- 2 。     

GaN基HEMT场板结构研究进展

综述了近年来GaN基HEMT场板结构研究的最新进展,介绍了场板结构定义以及提高栅漏击穿电压的原理,总结了均匀场板结构、台阶场板结构、多层场板结构、双场板结构等对栅漏击穿电压BVGD的改善情况,叙述了栅终端场板和源终端场板的功率附加效率(PAE)、截止频率fT、最大振荡频率fMAX、增益等微波特性的不同点,获得了最佳场板结构以及场板连接方式.     

InAs Wires on InP (001)

在分子束外延生长的InAs/In0.52Al0.48As/InP异质结体系中,形成InAs量子线.这些InAs量子线在生长和结构方面有一些独到的特性,并介绍了本实验室在研究InAs量子线的生长和结构方面所做的工作.     

InP(001)衬底上的InAs量子线

在分子束外延生长的InAs/In0.52Al0.48As/InP异质结体系中,形成InAs量子线.这些InAs量子线在生长和结构方面有一些独到的特性,并介绍了本实验室在研究InAs量子线的生长和结构方面所做的工作.     

GaN HEMT器件中子辐照效应实验研究

建立了GaN HEMT器件(氮化镓高电子迁移率晶体管)中子原位测试技术和辐照效应实验方法,开展了GaN HEMT器件脉冲反应堆中子辐照效应实验研究,重点研究了电离辐射和位移损伤对器件性能退化的影响,获取了GaN HEMT中子位移损伤效应敏感参数和效应规律.结果表明,阈值电压、栅极泄漏电流以及漏极电流是中子辐照损伤的敏感...     

RTD/HEMT串联型RTT的设计与研制

依据RTD/HEMT串联型RTT的概念,设计了RTD/HEMT单片集成材料结构,该结构采用分子束外延技术生长.采用湿法化学腐蚀、金属剥离、台面隔离和空气桥互连技术,研制了RTD/HEMT串联型RTT,并对RTT及RTT中RTD和HEMT的直流特性进行了测试.测试结果表明:在室温下,器件具有明显的栅控负阻特性,正接型RTT的最大峰谷电流之比在2.2左右,反接型RTT的最大峰谷电流之比在4.6左右.实验为RTD/HEMT串联型RTT性能的优化和RTD/HEMT单片集成电路的研制奠定了基础.     

S波段超低噪声放大模块研制

通过对各种反馈网络的研究，确定了一种合适的反馈电路。并合理选择有源器件，最终在Ｓ波段得到噪声温度３０Ｋ、功率增益３４ｄＢ、输入输出驻波比１．３、体积仅为３５ｍｍ×２５ｍｍ×１０ｍｍ的实验结果。     

Simulation and analysis of metamorphic high electron mobility transistors

In this paper, the metamorphic high electron mobility transistors (mHEMTs) are investigated numerically and compared with pseudo-morphic high electron mobility transistors (pHEMTs). The two-dimensional device simulator, MEDICI, is used to solve the Poisson's equation and the electron/hole current continuity equations. The influences of δ-doping concentration and position, gate width, spacer thickness, etc. on the performances of HEMTs are explored. It shows clearly that mHEMTs have higher transconductances, drain currents and DC voltage swings than pHEMTs.     

基于GaN/AlGaN高电子迁移率场效应晶体管的室温太赫兹探测器

本文主要论述一种带平板天线,基于GaN/AlGaN高电子迁移率场效应晶体管的室温太赫兹探测器。太赫兹辐射下,由于天线的作用会在栅下感应出平行沟道和垂直沟道的太赫兹电场,由此在源漏产生强烈依赖于栅压的直流光电流。尽管栅极远离源漏两端,平行沟道和垂直沟道的太赫兹电场依然很强。探测器可以用自混频理论很好的描述。在室温下,探测器的响应度和噪声等效功率分别为100 nW/sqrt（Hz）和 3 mA/W。探测器具有很高的响应速度,在5 KHz的调制下,光电流没有衰减。如果缩少栅极和源漏的距离将进一步提高探测灵敏度。     

一种新颖的HEMT小信号模型参数直接提取方法

建立了一套完整的直接提取高电子迁移率器件(HEMT)小信号模型等效电路参数的新方法。采用Open去嵌图形对器件寄生电容进行近似提取,避免了ColdFET方法提取的寄生参数为负值的现象;通过Yong Long方法对寄生源电阻进行提取,减少了模型参数提取复杂度。与其它文献报道的小信号模型参数提取方法相比,该方法物理意义简明清晰,提取速度快,并且对新材料、新器件结构有较强的实用性。     

Modulation of drain current as a function of energies substrate for InP HEMT devices

We present the drain current modulation for an HEMT using the TCAD SILVACO simulation tool with a drift–diffusion model at ambient temperature. The obtained results show that the decreases of substrate energies induce the decreasing of the obtained drain current similarly to the transconductance, which described the device due to increasing the transferred electrons concentration towards the substrate region, consequently to increase the molar fraction where the concentration of transferred electrons increases from 49 × 10¹⁹ to 65 × 10¹⁹ cm⁻³ when the molar fraction increases from 0.1 to 0.9. On the other hand, the decrease of molar fraction from 0.9 to 0.1 induces the increasing of drain current by 63%, where it increases from 1.1 mA/mm to 3 mA/mm at V_gs = 0.6 V and V_ds = 1 V. This fact leads to ensuring the possibility of using the obtained results of this work related to drain current for producing performances devices that brings together the AC characteristics of HEMT with a weak drain current, which is important in the bioengineering domain.     

Characterization of a room temperature terahertz detector based on a GaN/AlGaN HEMT

We report on the characterization of a room temperature terahertz detector based on a GaN/AlGaN high electron mobility transistor integrated with three patch antennas.Experimental results prove that both horizontal and perpendicular electric fields are induced in the electron channel.A photocurrent is generated when the electron channel is strongly modulated by the gate voltage.Despite the large channel length and gate-source/drain distance, significant horizontal and perpendicular fields are achieved.The device is well described by the self-mixing of terahertz fields in the electron channel.The noise-equivalent power and responsivity are estimated to be 100 nW/（Hz）^1/2 and 3 mA/ W at 292 K,respectively.No decrease in responsivity is observed up to a modulation frequency of 5 kHz. The detector performance can be further improved by engineering the source-gate-drain geometry to enhance the nonlinearity.