GaAs MESFET中的背栅效应

随着集成电路集成度的提高,器件间距不断减小,在GaAs MESFET中产生了一种被称为背栅效应的有害寄生效应。由于器件间距越来越小,某一个器件的电极可能就是另一个器件的背栅,背栅效应影响了集成电路集成度的提高,因此背栅效应在国内外引起了重视。本文介绍了背栅效应及其可能的起因。     

C波段8W功率GaAs MESFET的设计和制作技术

采用自行研制的两只C波段5．2－5．8GHz 4W以上的GaAs MESFET功率营芯,通过设计适当的匹配网络、优化网络元件参数,结合工艺制作技术,实现了C波段5．2－5．8GHz 8W GaAs MESFET功率管。该功率管在5．2－5．8GHz频带内的功率增益约为7．0dB,1dB的压缩功率约为39dBm,功率附加效率约为30％。功率管的测量值与计算值基本吻合。     

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.     

GaAs MESFET中肖特基势垒接触退化机理的研究

本文对Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ａｕ作为栅金属的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ进行了四种不同的应力试验：１．高温反偏（ＨＴＲＢ）；２．高压反偏（ＨＲＢ）；３．高温正向大电流（ＨＦＧＣ）；４．高温存贮（ＨＴＳ）．通过ＨＲＢ，ΦＢ从０．６４ｅＶ减少到０．６２ｅＶ，理想因子ｎ略有增大．ＨＴＳ试验中ΦＢ从０．６７ｅＶ增加到０．６９ｅＶ．分析表明，这归因于界面氧化层的消失，以及Ｔｉ与ＧａＡｓ的反应；ＨＦＧＣ试验结果表明其主要的失效模式为烧毁，ＳＥＭ观察中有电徙动及断栅现象发生．ＡＥＳ分析表明。应力试验后的样品，肖特基势垒接触界面模糊     

GaAs双栅MESFET的PSPICE直流模型

提出了一种ＧａＡｓ双栅ＭＥＳＦＥＴ的ＰＳＰＩＣＥ直流模型．分析了ＧａＡｓ双栅ＭＥＳＦＥＴ漏极电流与两个控制栅偏置电压之间的关系,给出了漏极电流表达式．通过提取适当的模型参数,其直流输出特性的模拟曲线与实测曲线基本吻合,说明文中提出的ＧａＡｓ双栅ＭＥＳＦＥＴ的ＰＳＰＩＣＥ直流模型是有效的．     

多栅GaAs MESFET开关

论述多栅开关的结构和特点。开关设计中需要考虑的一个重要因素是提高开关功率处理能力的同时减小插损 ,多栅开关由于其特殊的结构 ,很好地解决了这一问题。采用多栅结构 ,设计的移动通讯用 DPDT开关在 DC-2 GHz:IL<0 .75 d B,ISO>1 3 d B,VSWR<1 .5 ,P- 1 >1 0 W。开关芯片面积小、成品率高、封装成本低 ,适宜批量生产 ,并已在手机上试装成功。     

自对准栅金刚石MESFET器件研究

基于表面氢化处理的金刚石材料,利用自对准栅工艺技术研制了p型金刚石肖特基栅场效应晶体管(MESFET)。利用AFM和Raman测试方法对材料的特性进行了测试及分析。同时,对研制的金刚石MESFET器件进行了TLM以及直流特性测试及性能分析。利用TLM方法测试获得的表面氢化处理金刚石材料的方阻和Au欧姆接触比接触电阻率分别为4kΩ/□和5.24×10-4Ω.cm2。研制的1μm栅长金刚石MESFET器件的最大电流在-5V偏压下达到10mA/mm以上。     

Ku频段3W GaAs大功率MESFET

<正>GaAs MESFET以其良好的射频特性及高的可靠性,已广泛用于卫星通信及各种电子系统中。为满足各种整机应用的需要,南京电子器件研究所已研制出Ku频段大功率GaAs MESFET。 器件由该所的φ50mm GaAs工艺研制线承制,运用了先进的第二代GaAs加工技术,提高了器件参数的一致性及可靠性。该器件的芯片选用标准单胞的多胞并联的标准化结构,采用φ50mm GaAs单晶片上全离子注入的全平面工艺,有源层掺杂浓度为1.7×10~(17)cm~(-3),并采用稳定性好的多层/耐熔金属化结构。工艺中还采用了可控性好的干法生长与刻蚀,SiO_xN_y表面钝化保护,稳定性好且寄生参数小的“Г”形栅势垒,源空气桥互联,热特性好及寄生参数小的背面通孔,薄GaAs衬底和电镀热沉等先进工艺,有效地提高了芯片参数的均匀性和成品率,加快了器件的研制周期。     

难熔金属氮化物栅的技术研究

本文采用衬底负偏压溅射方法对比研究了ZrN薄膜及其与GaAs的肖特基势垒特性,结果表明,该法不仅能降低ZrN薄膜电阻率,而且能增高GaAs肖特基势垒高度.文中还用不同剂量的氮离子对GaAs衬底进行注入实验,可以看出,氮注入明显地改善了Ti/n-GaAs肖特基势垒特性.     

自对准钨栅GaAs MESFET IC工艺

为了制备耐高温肖特基势垒,已采用RF或DC磁控溅射法在n~+n型GaAs衬底上溅射淀积钨(W)膜。这种膜具有良好的力学及电学性质。膜的可蚀性及肖特基势垒的热稳定性能够满足自对准栅IC的要求。新颖的自对准结构及用W栅制成的自对准离子注入GaAs MESFET初步特性能说明W栅工艺适用于GaAs IC。     

不同工艺制备的GaAs MESFET阈值电压均匀性研究

分别采用离子注入隔离凹栅工艺、自隔离平面工艺、离子注入隔离平面工艺在非掺杂半绝缘GaAs衬底上制备MESFET,对三种工艺制备的MESFET的阈值电压均匀性进行了研究。结果表明,器件工艺对MESFET阈值电压有一定的影响,开展GaAs MESFET阈值电压均匀性研究应采用适宜的工艺,以尽可能减少工艺引起的偏差。     

TiA1和TiPtAu栅GaAs MESFET稳定性研究

在高温和大栅电流下 ,对 Ti Al栅和 Ti Pt Au栅 MESFET的稳定性进行了比较研究 ,结果表明 :( 1)两种器件的击穿电压稳定 ,栅 Schottky接触二极管理想因子 n变化不明显 ;( 2 ) Ti Al栅的 MESFET的栅特性参数 (栅电阻 Rg,势垒高度 Φb)变化明显 ,与沟道特性相关的器件参数 (如最大饱和漏电流 Idss,栅下沟道开路电阻 R0 ,夹断电压 Vp0 等 )保持相对不变 ;( 3)对 Ti Pt Au栅MESFET来说 ,栅 Schottky二极管特性 (栅电阻 Rg,势垒高度 Φb)保持相对稳定 ,与沟道特性相关的器件参数 (如最大饱和漏电流 Idss,栅下沟道开路电阻 R0 ,夹断电压 Vp0 、跨导 gm 等 )明显变化 ,适当退火后 ,有稳定的趋势。这两种器件的参数变化形成了鲜明的对比。     

GaAs MESFET旁栅效应与旁栅距的关系研究

旁栅效应是影响GaAs器件及电路性能的有害寄生效应。本文研究了旁栅阈植电压V^thsSG与旁栅距LSG的关系,发现V^thSG的大小与LSG成正比关系,并理论探讨了产生这一现象的机制,从而验证了旁栅阈值电压电旁栅距关系的有关理论。     

多栅GaAs MESFET开关的结构设计

论述了多栅开关的结构和特点.针对多栅开关器件结构设计中的参数栅栅间距的选取作了分析,确定当栅栅间距等于源漏间距对栅数的平均值时,开关性能最优,并在实验中得到验证     

多栅GaAs MESFET开关的结构设计

论述了多栅开关的结构和特点.针对多栅开关器件结构设计中的参数栅栅间距的选取作了分析,确定当栅栅间距等于源漏间距对栅数的平均值时,开关性能最优,并在实验中得到验证.     

C波段大栅宽GaAs MESFET的研制

采用高质量的ＭＢＥ材料,成功地制作了单胞栅宽２０ｍｍ的芯片。用栅与ｎ＾＋凹槽自对准和辅助侧墙工艺制作了栅长０．４５μｍ的ＴｉＰｔＡｕ栅,欧姆接触采用ＡｕＧｅＮｉ合金工艺,采用ＰＥＣＶＤ ＳｉＮ钝化,空气桥结构及芯片减薄Ｖｉａ－Ｈｏｌｅ工艺。经内匹配得到了单胞芯片３．７￣４．２ＧＨｚ下Ｐ。≥７．３Ｗ,Ｇｐ≥８ｄＢ,ηａｄｄ〉２５％;４胞合成器件Ｐ。≥２５Ｗ,Ｇｐ〉７ｄＢ,ηａｄｄ〉２５％的良好结果。     

CoSi_2可望成为GaAs MESFET自对准工艺中的栅极材料

本文选用了Ｃｏ／Ｓｉ／ＧａＡｓ结构作为研究对象，经６００℃恒温退火及８００℃快速退火处理后，分别在ＧａＡｓ衬底上形成Ｃｏｓｉ２／ＧａＡｓＳｃｈｏｔｔｋｙ接触．采用多种薄膜和界面的测试技术，对ＣｏＳｉ２：／ＧａＡｓ的薄膜及界面特性进行了细致的研究．结果表明：热退大处理后，Ｃｏ／Ｓｉ经化学反应形成了较均匀的ＣｏＳｉ２单相，其薄膜电阻率约为３０μΩｃｍ．即使经９００℃的快速返火处理后，ＧａＡｓ界面仍保持相当的完整性，同时薄膜形貌也很理想．此外，采用Ｉ－Ｖ电学测试法对经７５０℃恒温退火处理后形成的ＣｏＳｉ２／Ｇａ     

改善GaAs MESFET输出功率线性的载流子浓度分布设计与制备

经过对GaAs MESFET输出功率及其线性失真的综合分析,提出了无拖尾双峰n~+n载流子浓度分布的最佳设计。用Si离子注入和Be注入埋层方法,以及优化的快速退火技术,满意地制备出所希望的无拖尾双峰n~+n浓度分布。用于DX571功率GaAs MESFET器件时的研究表明,与常规注入分布的器件相比,无拖尾n浓度分布器件在4GHz下测得的1dB增益压缩功率输出增加了0.4W;在输入信号提高50mW情况下增益仍为9dB,漏极效率提高3％,加上n~+注入后饱和压降又下降0.3V,预计其线性输出功率能力将会有进一步改善。     

GaAs MMIC MESFET混频器性能比较

给出了几种 Ga As MESFET单片混频器结构与芯片测试结果比较。实验表明 ,在相同本振功率激励下 Ga As MMIC双栅混频器具有良好变频特性 ,栅混频器指标次之 ,漏混频器结构最简单 ,但变频特性不如前两种。另外 ,单片巴仑双平衡混频器具有高的动态范围和宽频段工作特点。