L波段250W宽带硅微波脉冲功率晶体管

南京电子器件研究所最近研制成功 L波段2 5 0 W宽带硅微波脉冲功率晶体管。该器件在 1 .2～ 1 .4GHz频带内 ,脉宽 1 5 0 μs,占空比 1 0 %和 40V工作电压下 ,全带内脉冲输出功率在 2 4 0～ 30 0W之间 ,功率增益大于 7.8d B,效率大于 5 0 %。器件设计为梳条状结构 ,单元间距 6μm,发射极和基极金属条条宽 2 .4μm,金属条间距 0 .6μm。每个器件由 6个尺寸为 1 60 0μm× 75 0μm功率芯片组成 ,每个功率芯片含有 2个子胞。整个器件包含 1 2个子胞、2 0个电容和 2 0 0多条连接金丝匹配而成。在微波功率发射等领域 ,硅微波脉冲大功率晶体管具…     

千瓦级硅LDMOS 微波功率晶体管关键技术研究

针对雷达、通信、遥控遥测等领域对硅横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)微波大功率管的迫切需求,开展了硅LDMOS 微波功率晶体管的亚微米精细栅制作、低阻低应力钴硅合金、大尺寸芯片烧结及金属陶瓷全密封管壳平整度控制等关键技术研究,并取得了突破,研制出2 000 W 硅LDMOS 微波功率晶体管,漏源击穿耐压大于140 V,结到管壳热阻0. 19 ℃/ W。在50 V 工作电压、230 MHz 工作频率、脉宽为100 滋s、占空比为20% 、输入功率为6 W 的测试条件下,实现输出功率达到1 330 W,增益23. 5 dB,漏极效率74. 4% ,电压驻波比10:1。该晶体管已实现工程应用。     

C波段3W硅功率晶体管

<正>C波段硅功率晶体管在微波整机和通讯等领域有广泛用途。由于硅双极型晶体管具有比GaAs FET低得多的1/f相位噪声,因此,在一些高质量的振荡器中,急需硅功率晶体管。但是,当工作频率提高到C波段时,晶体管的频率和功率性能发生尖锐的矛盾。晶体管的输出功率、增益和效率随着工作频率的升高而急剧下降。这给器件的研制带来了很多困难,国内长期无法解决。南京电子器件研究所采用T形发射极自对准结构,用φ75mm硅片研制成功C波段硅功率管。晶体管的E-B金属电极横向间距几乎为零。发射极扩散层和基极接触窗口的间距约0.4μm。这种T形电极晶体管(TSET)对光刻工艺精确度的要求不很苛刻。测试结果表明,晶体管在4.2GHz时,连续波输出功率大于3W,增益大于8dB,集电极效率大于40％。晶体管作振荡应用时,在4.3GHz下振荡输出功率可达1W,直流—射频转换效率可达20％,是     

1.2～1.4 GHz 300 W宽带硅大功率双极晶体管研制

介绍了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果。采用大面积亚微米精细线条阵列加工技术、深亚微米浅结制备工艺技术、均匀热分布技术、双层金属化技术等工艺技术,研制出了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管。器件在1.2~1.4 GHz频带内,脉冲宽度150μs,占空比10%,工作电压40 V条件下,全频带内输出功率大于300 W,功率增益大于8.75 dB,集电极效率大于55%,并具有良好的可靠性。     

3.1～3.4GHz50W硅功率晶体管

南京电子器件研究所研制成功工作频率３．１～３．４ＧＨｚ,脉冲宽度３００μｓ,占空比１０％,输出功率大于５０Ｗ,功率增益大于７ｄＢ,效率大于４０％的硅脉冲功率晶体管。该器件在脉冲宽度为１００μｓ时输出功率大于６０Ｗ。器件的输出功率、增益和效率等特性所能达到的水平是工作频率的敏感函数。随着工作频率的提高,器件的高频功率优值（Ｐｏ·Ｒｏ）下降,微波寄生参量变得非常突出,信号损耗增大,造成器件的输出功率、增益和效率的大幅度下降。因少子迁移率的限制,硅功率器件一般工作于Ｓ波段以下。限制器件功率输出的另一重…     

1.44~1.68GHz 220W硅微波脉冲功率晶体管

南京电子器件研究所近期研制成功1.44～1.68GHz 220 W硅微波脉冲功率晶体管.该器件在1.44～1.68 GHz频带内,脉宽200 μs,占空比10%和40V工作电压下,全带内脉冲输出功率大于220 W,功率增益大于7.1 dB,效率大于45%.该器件采用高效梳条状结构,单元间距6μm,发射极和基极线宽1.9μm,金属条间距1.6μm.每个器件由6个面积为1 600μm×800 μm功率芯片组成,每个功率芯片含有2个大功率子胞.整个器件包含12个大功率子胞、20个内匹配电容和200多条连接金丝.     

3.5GHz 65W硅脉冲大功率晶体管研制

介绍了采用梳状发射极自对准工艺研制的硅微波脉冲大功率晶体管的实验结果。在3．5GHz频率下,该晶体管脉冲输出功率65W,功率增益7dB,集电极效率35％（脉冲宽度100微秒,占空比5％）。     

3.1～3.4GHz长脉宽高增益硅功率晶体管

最近南京电子器件研究所在研制长脉宽工作、高增益硅脉冲功率晶体管领域取得重大进展。器件工作频率 3.1～ 3.4GHz,脉冲宽度 30 0μs,占空比 1 0 % ,输出功率大于 1 2 W,功率增益大于 9.5 d B,效率大于 35 % ,顶降小于 0 .5 d B,带内平坦度小于 1 .2 5 d B。器件具有抗 1 d B输入过激励、3∶ 1输出失配的能力。图 1　器件外型图( E:发射极 ;B:基极 ;C:集电极 )Fig.1　 Devise outline( E:Emitter;B:Base;C:Collector)芯片在 76 mm硅工艺线上研制成功 ,具有较高成品率和可靠性。器件采用共基极结构、气密性金属陶瓷封装 ,C类工作。…     

2.7-3.4GHz超宽带长脉宽硅功率晶体管

南京电子器件研究所最近在研制超宽带、长脉宽硅脉冲功率晶体管领域取得重大进展,研制出的器件在2.7～3.4 GHz超宽频带内,脉宽100μs,占空比10%条件下,全带内脉冲输出功率大于100 W,功率增益大于7.0dB,效率大于40%,顶降小于0.5dB.S波段硅脉冲大功率管带宽达到了700MHz,迄今尚未见国内外报道.     

L波段脉冲输出360W硅功率晶体管

南京电子器件研究所研制成功 L波段脉冲输出 36 0 W硅功率晶体管。该器件在 1 .4GHz、脉宽 2 0 μs、占空比 5 %条件下 ,脉冲输出功率 36 0 W,功率增益 7.8d B,效率大于 5 0 %。L波段大功率器件在雷达、卫星遥测等领域有广泛应用。由于这种器件工作频率高、输出功率大、增益高、工艺难度大 ,给器件研制带来很多困难。南京电子器件研究所在掺砷多晶硅发射极二次镇流结构的基础上 ,开发出超自对准功率管芯片工艺技术 ,使发射区和基区横向间距缩小至 0 .5 μm,发射极周长与基区面积比有较大提高 ,同时也减少了基极电阻。经过近 2年的工艺实…     

高性能S波段Si微波脉冲功率晶体管研制

采用等平面自对准工艺技术研制成功的一种高增益、高效率和高可靠的S波段Si微波脉冲功率晶体管,该器件在f0为3.1～3.4 GHz、Vcc=32 V、Pw=500μs、D=10%条件下共基极C类工作,宽带输出功率大于50 W,增益大于7.4 dB,效率大于36%;在Vcc=36 V时,宽带输出功率大于64 W,增益大于8.5 dB,效率大于36%,抗驻波失配能力达到3∶1不烧毁,表现出了良好的微波性能和高的可靠性.     

体积小重量轻的SiC微波脉冲功率晶体管

采用自主开发的工艺加工技术和设计方法,直接将两个微波SiC MESFET管芯在管壳内部进行并联,实现了器件在S波段脉冲状态下(工作频率2GHz,脉冲宽度30μs,占空比10%)输出功率大于30W、功率增益12dB、功率附加效率大于30%的性能指标。由于直接采用管芯并联结构,省略了内匹配网络,器件的体积和重量较以往的Si微波双极功率晶体管大为降低;采用高温氧化技术克服了传统MESFET工艺中PECVD介质产生较高界面态的不足,减小了器件的泄漏电流,提高了器件性能。器件的研制成功,初步显示了SiC微波脉冲功率器件在体积小、重量轻、增益高、脉冲大功率输出和制作工艺简单等方面的优势。     

S波段0.3W AlGaAs/GaAsHBT功率管

采用标准的湿法刻蚀工艺研制出了 S波段工作的非自对准 Al Ga As/ Ga As异质结双极晶体管 .对于总面积为 8× 2 μm× 10 μm的 HBT器件 ,测得其直流电流增益大于 10 ,电流增益截止频率 f T 大于 2 0 GHz,最高振荡频率fmax大于 30 GHz.连续波功率输出为 0 .3W,峰值功率附加效率 41%     

S波段连续波SiC功率MESFET

利用国产SiC外延材料和自主开发的SiC器件工艺加工技术,实现了SiC微波功率器件在S波段连续波功率输出大于10W、功率增益大于9dB、功率附加效率不低于35%的性能样管,初步显现了SiC器件在S波段连续波大功率、高增益方面的优势。与以往的硅微波功率器件相比,在同样的频率和输出功率下,SiC微波功率器件的体积不到Si器件的1/7,重量不到Si器件的20%,其功率增益较Si器件提高了3dB以上,器件效率也得到了相应的提高。同时由于SiC微波功率器件的输入、输出阻抗要明显高于Si微波功率器件,在一定程度上可以简化或不用内匹配网络来得到比较高的微波功率增益,这就为器件的小体积、低重量奠定了基础,也为器件的大功率输出创造了条件。     

S波段100W硅脉冲功率晶体管

报道了一种高增益高效率 S波段硅脉冲功率晶体管的研制结果。该器件在 f=2 .4～ 2 .6GHz,D=1 0 % ,τp=1 0 0 μs,Vc=36V条件下输出功率 1 0 0 W、增益 9d B、效率 50 %。在 f=2 .6GHz短脉宽条件下输出功率 1 60 W、增益 8.0 d B、效率 60 %。     

微波高功率双介质栅静电感应晶体管

提出了用同步外延法设计和制造具有双介质层栅结构和非饱和电流电压特性的高频高功率静电感应晶体管的关键技术.讨论了寄生栅源电容Cgs对静电感应晶体管高频功率特性的影响.描述了工艺上减小寄生电容、改善静电感应晶体管高频功率性能的主要方法和措施.成功地制造出频率在4 0 0 MHz时输出功率大于2 0 W、功率增益大于7d B、漏效率大于70 %和70 0 MHz时输出功率大于7W、功率增益大于5 d B,漏效率大于5 0 %的高性能静电感应晶体管     

硅脉冲微波功率器件增益退化机理研究

介绍了硅双极型微波功率晶体管的发展历史和应用现状.针对硅脉冲微波功率器件增益退化的失效模式,通过对硅脉冲微波功率器件直流参数的统计分析,初步得出了其失效机理.     

硅微波功率晶体管内匹配设计技术研究

着着重论述了硅微波功率晶体管内匹配网络的设计方法，对风匹配网络的功率分特性、带宽特怀，增益性能做了分析研究。在上述基础上，通过优化设计，对Ｐ波段百瓦级硅微波功率晶体管的内匹配网络进行了分析和计算并通过了样品试验。     

14～14.5 GHz 20 W GaAs PHEMT内匹配微波功率管

介绍了一种Ku波段内匹配微波功率场效应晶体管.采用GaAs PHEMT 0.25μm T型栅工艺,研制出总栅宽为14.4 mm的功率PHEMT管芯.器件由四管芯合成,在14～14.5 GHz频率范围内,输出功率大于20 W,附加效率大于27%,功率增益大于6 dB,增益平坦度为±0.3 dB.     

干法腐蚀在硅微波功率晶体管研制中的应用

干法腐蚀与传统的湿法腐蚀相比,具有明显的各向异性,并且具有较好的可重复性、可控性及在硅片加工中易实现连续生产等优点,已成为目前硅微波功率晶体管研制和生产的关键技术.本文对目前干法腐蚀在硅微波大功率晶体管中的应用进行了分析,指出随着硅微波功率晶体管工作频率的不断提高,对高性能各向异性的干法腐蚀技术要求也更加迫切.