SiN钝化前的NF3等离子体处理对AlGaN/GaN HEMT性能的影响

研究了SiN钝化前利用感应耦合等离子体(ICP)对AlGaN/GaN HEMT表面进行NF3等离子体处理对器件性能的影响.结果表明,运用低能量的NF3等离子体处理钝化前的AlGaN/GaN HEMT表面能有效抑制器件电流崩塌,而器件直流及微波小信号特性则未受影响.微波功率测试表明,经过6min NF3等离子体处理的AIGaN/GaN HEMT在2GHz,30V工作电压下达到6.15W/mm的输出功率密度,而未经过处理的器件只达到1.82W/mm的输出功率密度.     

凹槽栅场板结构的AlGaN/GaN HEMT特性分析

研究了无场调制板结构、有场调制板结构但无凹槽栅、结合场调制板结构和凹槽栅工艺三种AlGaN/GaN HEMT的动态I-V特性和微波特性,认为场调制板结构和凹槽栅工艺可以有效改善AlGaN/GaN HEMT器件沟道内电场分布,显著减小电流崩塌现象,提高器件的微波输出功率特性.利用此技术研制的1mm栅宽AlGaN/GaNHEMT输出功率大于10W.     

GaN功率MMIC背面通孔工艺优化及可靠性分析

介绍了改进GaN功率MMIC背面通孔工艺的相关方法,并对通孔进行了可靠性方面的测试与分析。通过优化机械研磨的方法,减薄圆片至75μm左右,保持片内不均匀性在4%以内;利用ICP对基于SiC衬底的GaN功率MMIC进行了背面通孔工艺的优化,减少了孔底的柱状生成物。随后的可靠性测试测得圆片通孔的平均电阻值为6.3 mΩ,平均电感值为17.2 nH;对通孔样品在0.4 A工作电流175°C节温下进行了工作寿命试验,200 h后通孔特性无明显退化。     

凹槽栅场板结构的AlGaN/GaN HEMT特性分析

研究了无场调制板结构、有场调制板结构但无凹槽栅、结合场调制板结构和凹槽栅工艺三种AlGaN/GaN HEMT的动态I-V特性和微波特性,认为场调制板结构和凹槽栅工艺可以有效改善AlGaN/GaN HEMT器件沟道内电场分布,显著减小电流崩塌现象,提高器件的微波输出功率特性.利用此技术研制的1mm栅宽AlGaN/GaNHEMT输出功率大于10W.     

磁控溅射AIN介质的14W／mm AlGaN／GaN MIS-HEMT

介绍了一种采用磁控溅射AlN介质作为绝缘层的的SiC衬底AlGaN／GaN MIS-HEMT。器件研制中采用了凹槽栅和场板结构。采用MIS结构后,器件击穿电压由80V提高到了180V以上,保证了器件能够实现更高的工作电压。在2GHz、75V工作电压下,研制的200μm栅宽AlGaN／GaNMIS-HEMT输出功率密度达到了14．4W／mm,器件功率增益和功率附加效率分别为20．51dB和54．2％。     

基于EMMI定位的GaN HEMT耐正向可靠性研究

GaN HEMT器件在高温栅偏压（HTGB）应力下会出现势垒退化现象,并进一步引发器件在射频工作下的不稳定和失效问题。使用微光显微镜（EMMI）作为主要工具,对器件的HTGB退化问题进行了研究。讨论了不同电偏置条件下器件EMMI发光的分布和形成机理,并对比了器件在HTGB试验前后EMMI发光图像的变化。HTGB后器件在反偏电场下出现明显新增EMMI亮点,对亮点的微区分析定位到栅下有外延位错对应的局部烧毁点。研究表明,延伸至栅下的外延位错会构成漏电通道,对HTGB下的退化和失效存在贡献。     

采用场板和B+离子注入边缘终端技术的Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管

采用自主外延的4H-SiC外延片,利用PECVD生长的SiO2做场板介质,B 离子注入边缘终端技术,制造了Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管.测试结果表明,Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管的理想因子n=1.08,势垒高度(ψe)=1.05eV,串联电阻为6.77mΩ·cm2,正向电压为4V时,电流密度达到430A/cm2.反向击穿电压大于1.1kV,室温下,反向电压为1.1kV时,反向漏电流为5.96×10-3 A/cm2.     

GaN宽带大功率MMIC开关

<正>GaN HEMT作为第三代宽禁带化合物半导体器件,其高的击穿电压、大的电流密度等特点,使其非常适合于微波大功率开关的研制。南京电子器件研究所利用76.2 mm(3英寸)SiC衬底GaNHEMT材料实现了DC～6 GHz 20 W、DC～12 GHz 15 w和DC～20 GHz 8 W宽带大功率系列开关的研制。其中DC～6 GHz 20 W GaN功率开关带内插入损耗<0.8 dD、隔离度>35 dB、P-1dB>20 W,DC～12 GHz15 W GaN功率开关带内插入损耗<1.4 dB、隔离度>30 dB、P-1dB>15 W,DC-20 GHz 8 W GaN功率开关带内插入损耗<1.5 dB、隔离度>30 dB、P-1dB>8 W,三款功率开关的性能指标均为室温连续波下的测试结果,图1所示为它们在带内的插损和隔离度测试结果。该系列GaN宽带大功率开关的研制成功,充分展示了GaN HEMT在宽带微波大功率开关应用方面的潜力。     

Field plated 0.15μm GaN HEMTs for millimeter-wave application

SiN dielectrically-defined 0.15μm field plated GaN HEMTs for millimeter-wave application have been presented.The AlGaN/GaN hetero-structure epitaxial material for HEMTs fabrication was grown on a 3-inch SiC substrate with an Fe doped GaN buffer layer by metal-organic chemical deposition.Electron beam lithography was used to define both the gate footprint and the cap of the gate with an integrated field plate.Gate recessing was performed to control the threshold voltage of the devices.The fabricated GaN HEMTs exhibited a unit current gain cut-off frequency of 39 GHz and a maximum frequency of oscillation of 63 GHz.Load-pull measurements carried out at 35 GHz showed a power density of 4 W/mm with associated power gain and power added efficiency of 5.3 dB and 35%,respectively,for a 0.15 mm gate width device operated at a 24 V drain bias.The developed 0.15μm gate length GaN HEMT technology is suitable for Ka band applications and is ready for millimeter-wave power MMICs development.     

X-波段AlGaN/GaN HEMT功率MMIC

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)以其高输出功率密度、高电压工作和易于宽带匹配等优势将成为下一代高频固态微波功率器件.微波功率器件主要有内匹配功率管和功率单片微波集成电路(MMIC)两种结构形式,功率MMIC尽管其研制成本相对较高,但功率MMIC可实现宽带匹配,同时功率MMIC的体积较内匹配功率管小得多,是满足诸如X波段TlR组件应用不可或缺的结构形式.功率MMIC的结构形式主要有微带和共面波导(CPW)两种,相比于CPW结构,微带结构的MMIC芯片面积更小,特别是对于大栅宽器件,微带结构的通孔接地更有利于寄生参量的减小,有利于提高MMIC的性能,因此微带结构也是应用更为广泛的MMIC结构形式.