用于GaAs数字IC的难熔栅自对准技术研究

本文用直流磁控溅射方法在离子注入n型GaAs衬底上制备了WSi_xN_y难熔金属膜,研究了它的热稳定性、界面和势垒特性.同时对WSi_(0.6),W,WN等难熔栅金属膜也进行了研究.AES和SIMS分析表明,WSiN/GaAs的界面通过1000℃,10秒钟快速退火(RTA)或850℃,20分钟常规炉退火处理仍保持稳定,势垒高度达到0.8V,理想因子n=1.1.制作了WSiN栅自对准(SAG)增强和耗尽型MESFET.其跨导分别为154mS/mm和250mS/mm.用这一工艺制作的运放差分输入电路从直流到1千兆赫增益达29.5dB.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件. 通过对SiC关键工艺技术进行研究，设计出初步可行的工艺流程，并且制作出单栅宽100μm，总栅宽1mm，栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET，其微波特性测试结果为：在2GHz, Vds＝30V时，最大输出功率为1.14W，相应增益为4.58dB，功率附加效率为19%，漏极效率为28.7%.     

GaAs功率MESFET性能与器件参数关系的实验研究

用实验的方法研究了GaAs功率MESFET性能与器件参数的关系。功率增益、输出功率随栅长的变化很灵敏,随着栅长的增加,功率增益的率是1.7dB/μm,输出功率的降低率是0.67dB/μm。栅指的宽度对微波性能的影响不明显,在8GHz下栅指宽度一直增大到200μm,其性能尚未开始变坏。对于GaAs功率MESFET微波性能与温度的关系以及热阻与器件几何参数的关系也进行了定量研究。随着器件温度的升高,功率增益的降低率是0.026dB/°C。     

X波段噪声系数1.4分贝的GaAs MESFET

<正>南京固体器件研究所已研制成功栅长0.5μm、栅宽280μm,以φ2mm陶瓷金属微带管壳封装的实用化的GaAs MESFET.在9.5GHz下测得最佳水平器件的噪声系数为1.4dB,相关增益大于7dB.大部分器件的噪声系数在1.5～2.5dB范围内.与日本NEC的NE388MESFET进行同等条件下测试对比,说明测试结果可靠.     

一种0.8V 2.4μA CMOS全差分放大器

基于0.25μm标准CMOS工艺,采用0.8V开关电容共模反馈电路技术和PMOS衬底驱动技术提出了一种新型0.8V 2.4μA全差分放大器.在0.8V单电源电压下,全差分放大器的直流开环增益为63.8dB,相位裕度为60度,单位增益带宽为7.4MHz,输出电压范围为18～791mV,其中新型模拟开关的输入/输出电压范围为0～800mV,整个放大器的电源电流为2.4μA,版图面积为410×360μm2.     

低噪声高电子迁移率晶体管

采用直接描绘电子束刻蚀法制造了用于低噪声极高频(EHF)放大器的亚半微米栅长的高电子迁移率晶体管。调制掺杂的外延结构是用分子束外延法生长的,在10~(12)电子/cm~2的电子浓度时,室温下的霍耳迁移率为8000cm~2/V·sec,液氮温度下为77,600cm~2/V·sec。通过腐蚀通n~+GaAs接触层的凹楷的方法确定了窄达0.28μm的栅长。0.4μm栅长的耗尽型器件的直流跨导超过260mS/mm。对0.37μm栅长的器件,进行了噪声系数和相关增益的测量,在34GHz下,得到了2.7dB的噪声系数和5.9dB的相关增益。还制造了具有240mS/mm跨导的增强型器件,对0.35μm的栅长,在18GHz下,它们的噪声系数为1.5dB,相关增益为10.5dB。这些结果可以和已报导过的最好的0.25μm栅长的GaAsMESFET的噪声系数相匹敌。     

采用离子注入MOCVD缓冲层制作的MESFET

采用离子注入的金属有机化学汽相淀积(MOCVD)缓冲层制作了低噪声GaAs金属-半导体场效应晶体管(MESFET)。在12GHz下,0.5μm(栅长)×300μm(栅宽)的FET器件的噪声系数可达1.46dB,相关增益达到10.20dB。此结果证明,采用离子注入MOCVD缓冲层能制成极好的GaAs LNFET,它可以与采用AsCl_3汽相外延和分子束外延制作的类似器件所得的最佳结果相比拟。     

基于∑-ΔADC的低功耗运算放大器设计

介绍了一种用于∑-ΔADC的低功耗运算放大器电路。该电路采用全差分折叠-共源共栅结构,采用0.35μm CMOS工艺实现,工作于3 V电源电压。仿真结果表明,该电路的动态范围为80 dB、直流增益68 dB、单位增益带宽6.8 MHz、功耗仅为87.5μW,适用于∑-ΔADC。     

High-speed GaAs operational amplifier

An operational amplifier has been designed and fabricated using GaAs MESFETs. This amplifier is a general-purpose monolithic GaAs op amp designed as as a stand-alone component. The amplifier has a differential input, an open-loop gain in excess of 60 dB, and is internally compensated. The high open-loop gain (60 dB at 100 kHz) was achieved by using gain stages with positive feedback. The op amp incorporates a current-mirror level-shifting stage which allows the op amp to operate over a wide power-supply range (/spl plusmn/5-9 V). Previous designs have diodes to achieve level shifting, a practice that precludes operation over a wide supply range. This op amp is a true analog to its silicon counterparts, but it has a higher gain-bandwidth product.     

DC～1．5GHz GaAs单片集成跨阻放大器

介绍一种采用８个砷化镓ＦＥＴ和７个二极管的单片集成跨阻放大器，其结果良好，频率为ＤＣ～１．５ＧＨｚ，增益Ｇａ≥１８ｄＢ，噪声系数Ｆｎ≤４．３ｄＢ（ｆ＝４００ＭＨｚ，Ｒｓ＝Ｒ＿Ｌ＝５０Ω）。     

High microwave and ultra-low noise performance of fullyion-implanted GaAs MESFETs with Au/WSiN T-shaped gate

Fully ion-implanted n⁺ self-aligned GaAs MESFETs with high microwave and ultra-low-noise performance have been fabricated. T-shaped gate structures composed of Au/WSiN are employed to reduce gate resistance effectively. A very thin and high-quality channel with high carrier concentration can be formed by adopting the optimum annealing temperature for the channel, and the channel surface suffers almost no damage by using ECR plasma RIE for gate formation. GaAs MESFETs with a gate length as short as 0.35 μm demonstrated a maximum oscillation frequency of 76 GHz. At an operating frequency of 18 GHz, a minimum noise figure of 0.81 dB with an associated gain of 7.7 dB is obtained. A K_f factor of 1.4 estimated by Fukui's noise figure equation, which is comparable to those of AlGaAs/GaAs HEMTs with the same geometry, reveals that the quality of the channel is very high     

1～7GHz全单片低噪声放大器

一种性能优异的全单片宽带低噪声反馈放大器已研制成功。此两级放大器的特点是 ,性能稳定 ,频带宽 ,噪声低 ,增益高而平坦 ,可直接由 +5 V单电源供电 ,无需外加偏置电路 ,输入输出由 MIM电容隔直 ,使用方便。它由栅长为 0 .5 μm Ga As工艺制作而成 ,所有电路元器件皆集成在 3 .0 mm× 2 .0 mm的 Ga As衬底上。经测量 ,在频率 1～ 7GHz的范围内 ,放大器增益大于 2 0 d B,带内增益波动小于± 0 .75 d B,噪声系数 NF<2 .5d B,输入输出驻波 VSWR约 2 .0 ,1分贝压缩点输出功率大于 1 4d Bm。文中介绍了放大器的设计原理和工艺过程 ,并给出了测量结果。测量结果与设计符合得很好。最后值得指出的是 76mm Ga As圆片的成品率高 ,性能一致性好。     

High-efficiency GaAs power MESFETs prepared by ion implantation

GaAs power MESFETs have been fabricated using ion implantation to form channel layers. A 1 ?m gate length by 2400 ?m gate width device has demonstrated an output power of 1.63 W with 6.9 dB associated gain, 35% power-added efficiency and 9.7 dB linear gain at 10 GHz. The transconductance of this device is 280 mS, which corresponds to 117 mS/mm. This result demonstrates that excellent GaAs power MESFETs can be made by ion implantation, and is comparable to average results demonstrated by devices made by AsCl3 vapour phase epitaxy.     

Extremely low-noise MESFETs fabricated by metal-organic chemical vapour deposition

Quarter-micron gate low-noise GaAs MESFETs have been developed by delineating gate electrodes by an electron-beam lithography technique and by using high-purity epiwafers prepared by a metal-organic-chemical vapour deposition (MOCVD) technique. At 18 GHz, a noise figure of 1.75 dB with an associated gain of 8.5 dB and a maximum available gain of 11 dB were obtained at drain currents of 10 mA and 30 mA, respectively. This is the lowest noise figure yet reported for low-noise GaAs MESFETs.     

8～16GHzGaAs单片宽带分布放大器

报道了８～１６ＧＨｚＧａＡｓ单片宽带分布放大器的设计与制作。单级ＭＭＩＣ电路采用三个栅宽为２８０μｍ的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ作为有源器件，芯片尺寸为１．１ｍｍ×１．６ｍｍ。在８～１６ＧＨｚ频率范围，用管壳封装的两级级联放大器增益Ｇ＿ａ，为１１．３±１ｄＢ，噪声系数Ｆ＿ｎ＜６ｄＢ，输出功率Ｐ＿（１ｄＢ）＞１６ｄＢｍ。     

Ka波段PHEMT功率放大器

报道了 Ka波段的 PHEMT功率放大器的设计和研制。 PHEMT器件采用 0 .2 μm栅长的 Φ 76 mm Ga As工艺制作 ,并利用 CAD技术指导材料生长和器件制作。单级的 MIC放大器采用0 .3mm栅宽的 PHEMT,在 34GHz处 ,输出功率 10 0 m W,功率增益 4 d B。     

2～12GHz GaAs单片行波放大器

报道了一个全平面超宽带ＧａＡｓ单片行波放大器的研究结果。该单片电路的核心部件是四个３００μｍ栅宽的ＭＥＳＦＥＴ，整个电路拓扑结构简单，芯片面积为３．０ｍｍ×１．８ｍｍ。电路经优化设计后在２～１２ＧＨｚ范围内，小信号增益为５±１ｄＢ，输入输出电压驻波比≤１．７５。上述频率范围内输出功率≥１６ｄＢｍ，噪声系数≤８ｄＢ。采用全离子注入、全平面工艺，均匀性、一致性良好。实验结果与设计预计值十分一致。