InP衬底上的InGaAs／InP双沟道HEMT

本文讨论了一种新型ＨＥＭＴ沟这结构，它由ＩｎＧａＡｓ和ＩｈＰ组成，利用了低电场下ＩｎＧａＡｓ的高电子迁移率和高电场下ＩｎＰ的高漂移速率。０．６μｍ和０．７μｍ栅长的器件上获得了１２９０ｍＳ／ｍｍ的高跨导和６８．７ＧＨｚ的ｆ＿Ｔ。研究了器件的直流和射频特性。估计有效电子饱和速率为４．２×１０￣７ｃｍ／ｓ。     

InP衬底上的HEMT毫米波单片放大器

<正>据《Electronics Lett.》1989年第20期报道,由于Inp材料比GaAs具有更高的热导率.同时高电子迁移率和高饱和速度的GaInAs材料亦与InP晶格匹配,因此,采用InP材料制成的HEMT器件具有诱人的应用前景.美国Varian研究中心制成了以InP为衬底的HEMT毫米波单片放大器.InP也是长波长激光器使用的材料,因此,这一工作可以推广应用于长波长激光器与高性能微波器件集成的光电子电路的研制.     

RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.     

RTD与HEMT在InP衬底上的单片集成

在半绝缘的50nm InP衬底上采用分子束外延的方法生长了RTD与HEMT的集成材料结构.RTD室温下峰谷电流比最高达到18.39,阻性截止频率大于20.05GHz.栅长为1μm的HEMT截止频率为19.8GHz,最大跨导为237mS/mm.由多个RTD串联形成的多峰值逻辑以及HEMT栅压调节RTD电流的特性也得以验证.     

8英寸Si衬底上高质量AlGaN/GaN HEMT结构的生长

在8英寸(1英寸=2.54 cm)的Si衬底上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长了高质量、无龟裂的GaN薄膜和AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构.通过调节应力调控层的结构,厚度为5 μm的GaN膜层翘曲度低于50 μm.采用X射线衍射(XRD)对GaN薄膜的(002)和(102)衍射峰进行扫描,其半峰全宽(FWHM)分别为182和291 arcsec.透射电子显微镜(TEM)截面图显示GaN外延层的位错密度达到了3.5×107/cm2,证实了在大尺寸Si衬底上可以制作高质量的GaN薄膜.AlGaN/GaN HEMT结构的二维电子气浓度和载流子迁移率分别为9.29×1012/cm2和2 230 cm2/(V·s).基于这些半绝缘AlGaN/GaNHEMT结构所制作的功率电子器件的输出电流可达20 A,横向击穿电压可达1 200 V.     

采用GaAs中间层用MOCVD技术在4英寸Si衬底上生长InP

目前人们对在Si衬底上进行的Ⅲ—Ⅴ化合物半导体异质结外延有着很浓的兴趣,虽然许多工作都集中在GaAs上,但对于在Si上生长尤为关注。这是因为它有着高电子速度和好的热传导性等特点,从而对电子器件的应用是优良的选用材料。我们从晶片的处理和成本方面研究了InP在Si衬底上的异质结外延。设计出一个新的具有生长4英寸晶片能力的MOCVD系统并用于晶体生长。采用一薄的GaAs中间层这一新的异质结构成功地在4英寸Si衬底上生长了单层InP,同时也发现这种结构有效地减小了残余应力,并且改善了InP外延层的结晶质量。     

在半绝缘InP衬底上制作用于单片集成的InGaAs PIN光电二极管

用LPE方法在半绝缘InP衬底上制作适用于光电单片集成的InGaAs PIN光电二极管。这种光电二极管具有低的暗电流和高速响应的特点。这种光电二极管在-10V工作电压下,暗电流密度为2.5×10~(-6)A/cm~2。这个值是目前在这种材料系中所报导的最低值。在-5V工作电压下测得光电二极管的外量子效率在1.3μm波长处大于90%。在1.5μm波长处的外量子效率大于83%,这些器件的上升时间小于35PS,半峰值处全宽(FWHM)小于45PS。     

InP/InGaAs探测器光响应度与波长关系的研究

对于正面光入射的InP/InGaAs探测器,入射光会在空气、增透膜、InP盖层和InGaAs层之间发生多次反射.为了研究其对光响应度的影响,我们测量发现:探测器的光响应度会随探测波长出现非平坦的峰谷曲线,并且通过对该曲线上峰谷波长的简单数学处理,可以提取出已封装器件的结构参数和材料参数,而且这些参数与实验曲线符合得很好.利用该方法可以简单方便地提取出已封装器件的实际结构参数和材料参数.     

InP衬底上InAlAs异变缓冲层和高铟组分InGaAs的生长温度优化

利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明, InAlAs异变缓冲层的生长温度越低, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽, 外延层和衬底之间的倾角就越大, 同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加, 弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层, 采用较高的生长温度时, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小, 77K下有更强的光致发光, 但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后, 材料中的缺陷得到抑制.     

Si衬底上5.1W/mm功率密度的GaN HEMT

利用MOCVD技术在Si（111）衬底上生长了高质量的GaN HEMT材料,1μm厚GaN外延层XRD（002）摇摆曲线半高宽573″,（102）摇摆曲线半高宽668″。通过插入层技术实现2μm厚GaN HEMT材料无裂纹,室温二维电子气迁移率1350cm^2/（V.s）,方块电阻328Ω/□.1mm栅宽GaN微波功率器件饱和电流大于0.8A/mm,跨导大于250mS/mm,2GHz下最大连续波输出功率5.1W,增益9.1dB,附加效率达到35%。     

f_(max)达455GHz的0.15μm栅长InAlAs/InGaAs/InP HEMT

<正>《Electronics Letters》1991年第4期报道了美国通用电气公司电子实验室研制的最高振荡频率达455GHz的InP HEMT.该器件用分子束外延在半绝缘(100)InP衬底上调制掺杂制备InAlAs/InGaAs异质结.该HEMT结构由下列各层组成:0.25μm厚未掺杂InAlAs     

InP基HEMT器件技术及其在集成电路上的应用

本文报道了用于制造超高过集成电路的０．１μｍ栅长ＩｎＰ基ＨＥＭＴ器件技术。该技术主要包括非合金欧姆接触和具有高重复性和均匀性的Ｔ型栅技术。作为该技术应用于集成电路的例子，本文描述了一个噪声系数为２，６ｄＢ的５０ＧＨｚ低噪声放大器和一个增益为９ｄＢ，带宽为６０ＧＨｚ的分布基带放大器。本文还讨论了挖槽终止层的使用以进一步提高挖槽的重复性。     

InP基HEMT器件技术及其在集成电路上的应用

本文报道了用于制造超高速集成电路的０．１μｍ栅长ＩｎＰ基ＨＥＭＴ器件技术。该技术主要包括非合金欧姆接触和具有高重复性和均匀性的Ｔ型栅技术。作为该技术应用于集成电路的例子，本文描述了一个噪声系数为２．６ｄＢ的５０ＧＨｚ低噪声放大器和一个增益为９ｄＢ，带宽为６０ＧＨｚ的分布基带放大器。本文还讨论了挖槽终止层的使用以进一步提高挖槽的重复性。     

SiC衬底上高性能AlGaN/GaN HEMT结构材料的研制

用金属有机物化学气相沉积技术(MOCVD)在半绝缘4H-和6H-SiC衬底上研制出了高性能的具有国内领先和国际先进水平的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)材料,室温二维电子气迁移率和浓度分别为2215cm2/(V·s)和1.044×1013cm-2;50mm外延片平均方块电阻不高于253.7Ω/□,方块电阻不均匀性小于2.02%;三晶X射线衍射和原子力显微镜分析表明该材料具有较高的晶体质量和表面质量.用以上材料研制出了1mm栅宽AlGaN/GaN HEMT功率器件,8GHz连续波输入下器件的输出功率密度为8.25W/mm,功率附加效率为39.4%;对研制的器件进行了可靠性测试,器件连续工作半小时后,输出功率只下降了0.1dBm,表明所研制的器件具备了一定的可靠性.     

使用在InP衬底上的GaAs OEIC进行了1.2Gbit/s—52.5km光纤传输

日本电气公司在InP衬底上研制成InP光电器件与GaAs电子器件单片集成的1.3μm光通信用发射与接收OEIC。用这种电路块进行了1.2Gbit/s NRZ光信号52.5km光纤无中继传输,接收灵敏度为-26dBm,并保证了4.5dB的光传输余量。发射机芯片含一     

InP衬底上InAlAs异变缓冲层和高铟组分InGaAs的生长温度优化（英文）

利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明,InAlAs异变缓冲层的生长温度越低,X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽,外延层和衬底之间的倾角就越大,同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加,弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层,采用较高的生长温度时,X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小,77K下有更强的光致发光,但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后,材料中的缺陷得到抑制.     

用MOCVD在InP衬底上生长的高性能GaAs MESFET

<正> 长波长光电集成电路(OEIC)的优点是成本低,可靠性高,改进性能后能适用于高比特率光纤通信系统。过去已报导过用InP材料可做出速度高达5Gbit/s的单片发射机OEIC和2Gbit/s的接收机OEIC。但是其集成度比GaAs基的OEIC低多了。原因是与GaAs工艺相比,InP基OEIC的器件工艺还很不成熟。最近,大家对异质外延的研究越来越广泛,异质外延的优点是;只要能控制不匹配材料的应变,就给最佳材料的选择增加了自由度。不少文献已报导过用MBE可在InP衬底上制作GaAs MESFET,它适合于长波长OEIC,得到的g_m高达170mS/mm,f_T为11     

蓝宝石衬底上输出功率密度为4.69W/mm的InAlN/GaN HEMT

We report high performance InAlN/GaN HEMTs grown on sapphire substrates. The lattice-matched InAlN/GaN HEMT sample showed a high 2DEG mobility of 1210 cm²/(V·s) under a sheet density of 2.6 × 10¹³ cm^-2. Large signal load-pull measurements for a (2 × 100 μm) × 0.25 μm device have been conducted with a drain voltage of 24 V at 10 GHz. The presented results confirm the high performances reachable by InAlN-based technology with an output power density of 4.69 W/mm, a linear gain of 11.8 dB and a peak power-added efficiency of 48%. This is the first report of high performance InAlN/GaN HEMTs in mainland China.