S波段脉冲大功率SiC MESFET

采用自主开发的3英寸(75mm)SiC外延技术和SiC MESFET的设计及工艺加工技术,成功地实现了S波段中长脉宽条件下(脉宽300μs,占空比10%),输出功率大于200W,功率增益大于11dB,功率附加效率大于30%的性能样管,脉冲顶降小于0.5dB,实现了大功率输出条件下的较高功率增益和功率附加效率及较小的脉冲顶降,初步显示了SiC功率器件的优势。器件设计采用多胞合成技术,为减小引线电感对功率增益的影响,采用了源引线双边接地技术;为提高器件的工作频率,采用了电子束写栅技术;为提高栅的可靠性,采用了加厚栅金属和国家授权的栅平坦化发明专利技术;同时采用了以金为主体的多层难熔金属化系统,提高了器件的抗电迁徙能力。     

大信号设计GaAs MESFET功率合成

利用ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ功率特性的线性化模型，求出ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ近似最佳功率负载阻抗，为利用谐波平衡法计算提供初值。然后，使用自行研制的谐波平衡分析软件包，进行ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ大信号模型参数的提取和非线性电路模拟计算。将两只总栅宽为９．６ｍｍ的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ管芯，利用内匹配功率合成技术，在Ｃ波段（５．５～５．８ＧＨＺ）制成１ｄＢ压缩功率大于８Ｗ，典型功率增益９ｄＢ的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ内匹配功率管。     

半导体器件热测试

简要介绍了最常用的三种测温方法的原理及步骤:电学热敏参数法、红外扫描热象法和液晶法。讨论了测试经常遇到的问题,如根据不同需要选择适当的测温方法、不同类型的管子选用不同的电学参数、峰值结温的获得、环境因素的控制等。简单阐述了影响测温精度的因素及解决措施,还比较了各种方法的优缺点。     

SiCMESFET的大信号电容解析模型

考虑4H-SiC常温下不完全离化和高饱和电子漂移速度的特点,采用载流子速度饱和理论和电荷控制理论, 结合双曲正切函数的描述方法,导出了适用于4H-SiC MESFET在射频功率应用时的大信号电容解析模型,其模拟结果与实验值有很好的一致性.该模型具有物理概念清晰且算法简单的优点, 非常适合于微波器件结构及电路的设计.     

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 MESFET的压力敏感特性

本文研究了ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ对应力的敏感特性，分析了敏感原理。对ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ用作力学量传感器的可能性进行了讨论。     

6H-SiCOI MESFET器件结构参数对其特性的影响

采用二维器件仿真软件Medici，模拟分析了SiCOI(绝缘衬底上SiC)MESFET器件的结构参数，如有源层掺杂浓度、栅长和有源层厚度等，对器件特性(阏值电压和跨导)的影响。结果表明，其结构参数对器件特性有较大影响。同时，对所得结果从内部物理机制上进行了分析。     

High-quality schottky and ohmic contacts in planar 4H-SiC metal semiconductor field-effect transistors and device performance

We have fabricated planar 4H-SiC, metal-semiconductor field-effect transistors (MESFETs) with high-quality metal/SiC contacts. To eliminate potential damage to the gate region caused by etching and simplify the device fabrication process, gate Schottky contacts were formed without any recess gate etching, and an ideality factor of 1.03 was obtained for these gate contacts. The interface state density between the contact metal and SiC was 5.7×10¹² cm⁻²eV⁻¹, which was found from the relationship between the barrier height and the metal work function. These results indicate that the interface was well controlled. Thus, a transconductance of 30 mS/mm was achieved with a 3-μm gate length as the performance figure of these MESFETs with high-quality metal/SiC contacts. Also, a low ohmic contact resistance of 1.2×10⁻⁶ Θcm² was obtained for the source and drain ohmic contacts by using ion implantation.     

光照对阈值电压均匀性的影响

研究了光照对砷化镓阈值电压均匀性的影响.结果表明光照使耗尽型MESFET器件的沟道电流增大,使阈值电压向负方向增加,并提高了阈值电压的均匀性.研究认为砷化镓单晶材料的深能级缺陷是影响MESFET阈值电压均匀性的重要因素之一,而光照在一定程度上减弱了这一影响.     

基于实验与物理分析的4H-SiC射频功率MESFET大信号非线性精确电容模型

采用电荷控制理论和载流子速度饱和理论的物理分析方法,并结合Statz、Angelov等经验模型的描述方法,提出了常温下针对4H-SiC射频功率MESFET的大信号非线性电容模型.此模型在低漏源偏压区对栅源电容Cgs强非线性的描述优于Statz、Angelov等经验模型,计算量也远低于基于器件物理特性的数值模型,因而适合于大信号的电路设计与优化.