功率增益截止频率为183GHz的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As HEMTs

通过合理的外延层材料结构设计和改进的器件制备工艺,制备出功率增益截止频率（fmax）为183GHz的晶格匹配InP基In0.53Ga0.47As-In0.52Al0.48As HEMT。该fmax为国内HEMT器件最高值,还报道了器件的结构、制备工艺以及器件的直流和高频特性。     

最大振荡频率为200 GHz的蓝宝石衬底AlGaN/GaN HEMT

本文报道了fmax为200GHz的基于蓝宝石衬底的AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。外延材料结构采用了InGaN背势垒层来减小短沟道效应,器件采用了凹栅槽和T型栅结合的工艺,实现了Ka波段AlGaN/GaN HEMT。器件饱和电流达到1.1A/mm,跨导为421mS/mm,截止频率（fT）为30GHz,最大振荡频率（fmax）为105GHz。采用了湿法腐蚀工艺将器件的Si3N4钝化层去除后,器件的Cgs和Cgd减小,器件截止频率提高到50GHz,最大振荡频率提高到200GHz。     

AlGaN/GaN HEMT高跨导特性的研究

报道了蓝宝石衬底、栅长为0.3 μ m AlGaN/GaN HEMT器件的制备,在未采用散热设备的条件下测得栅宽为100μ m器件的饱和电流为55.9mA,最大源漏电流为92.1mA.对器件的跨导特性进行了对比,得到最大跨导为306mS/mm的器件.同时对器件进行了微波小信号测试,推导出截止频率fT和最高振荡频率fmax分别为18.5GHz和46GHz.     

高跨导AlGaN/GaN HEMT器件

报道了生长在蓝宝石衬底上的AlGaN/GaN HEMT器件的制造工艺以及在室温下器件的性能.器件的栅长为1.0μm,源漏间距为4.0μm.器件的最大电流密度达到1000mA/mm,最大跨导高达198mS/mm,转移特性曲线表现出增益带宽较宽的特点.同时由所测得的S参数推出栅长为1.0μm器件的截止频率(fT)和最高振荡频率(fmax)分别为18.7GHz和19.1GHz.     

200nm栅长In0.52Al0.48As／In0.6Ga0.4As MHEMTs器件

利用电子束光刻技术制备出200nm栅长GaAs基InAIAs/InGaAs MHEMT器件.Ti/Pt/Au蒸发作为栅极金属.同时为了减少栅寄生电容和寄生电阻,采用3层胶工艺,实现了T 型栅. GaAs基MHEMT 器件获得了优越的直流和高频性能,跨导、饱和漏电流密度、域值电压、电流增益截止频率和最大振荡频率分别达到510mS/mm, 605mA/mm, -1.8V, 110GHz及 72GHz,为进一步研究高性能GaAs基MHEMT器件奠定了基础.     

200nm栅长In0.52Al0.48As/In0.6Ga0.4As MHEMTs器件

利用电子束光刻技术制备出200nm栅长GaAs基InAlAs/InGaAs MHEMT器件.Ti/Pt/Au蒸发作为栅极金属.同时为了减少栅寄生电容和寄生电阻,采用3层胶工艺,实现了T型栅.GaAs基MHEMT 器件获得了优越的直流和高频性能,跨导、饱和漏电流密度、域值电压、电流增益截止频率和最大振荡频率分别达到510mS/mm,605mA/mm,-1.8V,110GHz及72GHz,为进一步研究高性能GaAs基MHEMT器件奠定了基础.     

基于Ti/Pt/Au欧姆接触金属系统的InP基HEMT器件

应用钛/铂/金(Ti/Pt/Au)金属系统在InP基HEMT制备工艺中形成了良好的欧姆接触,通过优化合金条件,获得了较低的欧姆接触电阻,并在此基础上对钛/铂/金欧姆接触形成机理进行了深入讨论。实验结果表明:在氮气气氛下进行温度300℃/30 s快速热退火后,得到欧姆接触最小电阻值为0.025Ω·mm。同时合金界面形态良好。制备出栅长1.0μm的InP基HEMT器件,测试结果表明器件具有良好的DC和RF特性,器件最大跨导(Gmmax)为672 mS/mm。饱和源漏电流IDSS为900 mA/mm,阈值电压为-0.8 V,单一的电流增益截止频率(fT)为40 GHz,最大晶振fmax为45 GHz。     

120nm栅长In0.7Ga0.3As/In0.52Al0.48As HEMTs 器件

利用新型的PMMA/PMGI/ZEP520/PMGI四层胶T形栅电子束光刻技术制备出120nm栅长InP基雁配In0.7Ga0.3As/In0.52Al0.48As 高电子迁移率晶体管。制作出的InP基HEMT器件获得了良好的直流和高频性能,跨导、饱和漏电流密度、阈值电压、电流增益截止频率和最大单向功率增益频率分别达到520 mS/mm, 446 mA/mm, -1.0 V, 141 GHz 及 120 GHz。文中的材料结构和所有器件制备均为本研究小组自主研究开发。     

截止频率为218GHz的超高速晶格匹配In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管

报道了截止频率为218GHz的晶格匹配的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管.这是迄今为止国内报道的截止频率最高的高电子迁移率晶体管.器件直流特性也很优异:跨导为980mS/mm,最大电流密度为870mA/mm.文中的材料结构和所有器件制备工艺均为本研究小组自主研制开发.     

fT为102 GHz的蓝宝石衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

研究了一款高性能的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件(HEMT),器件基于在蓝宝石衬底上外延生长的AlGaN/GaN异质结构HEMT材料,器件栅长为86 nm,源漏间距为0.8μm。电子束光刻实现T型栅和源漏,保证了器件小的栅长和高的对准精度。制备的器件显示了良好的直流特性和射频特性,在栅偏压为0 V时漏电流密度为995 mA/mm,在栅源电压Vgs为-4.5 V时,最大峰值跨导为225 mS/mm;器件的电流增益截止频率fT和最大振荡频率fmax分别为102和147 GHz。高fT值一方面得益于小栅长,另一方面由于小源漏间距减小了源漏沟道电阻。     

射频Si/SiGe/Si HBT的研究

在Si／SiGe／SiHBT与Si工艺兼容的研究基础上，对射频Si／SiGe／SiHBT的射频特性和制备工艺进行了研究，分析了与器件结构有关的关键参数寄生电容和寄生电阻与Si／SiGe/Si HBT的特征频率fT和最高振荡频率fmax的关系，成功地制备了fT为2．5CHz、fmax为2．3GHz的射频Si／SiGe／SiHBT，为具有更好的射频性能的Si／SiGe／Si HBT的研究建立了基础。     

120-nm gate-length In0.7Ga0.3As/In0.52Al0.48As InP-based HEMT

120 nm gate-length In_(0.7)Ga_(0.3)As/In_(0.52)Al_(0.48) As InP-based high electron mobility transitions(HEMTs) are fabricated by a new T-shaped gate electron beam lithograph(EBL) technology,which is achieved by the use of a PMMA/PMGI/ZEP520/PMGI four-layer photoresistor stack.These devices also demonstrate excellent DC and RF characteristics:the transconductance,maximum saturation drain-to-source current,threshold voltage,maximum current gain frequency,and maximum power-gain cutoff frequency of InGaAs/I...     

截止频率为218GHz的超高速晶格匹配In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管

报道了截止频率为218GHz的晶格匹配的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As高电子迁移率晶体管,这是迄今为止国内报道的截止频率最高的高电子迁移率晶体管,器件直流特性也很优异：跨导为980mS/mm,最大电流密度为870mA/mm,文中的材料结构和所有器件制备工艺均为本研究小组自主研制开发。     

T形栅In0.52Al0.48As/In0.6Ga0.4As MHEMTs功率器件

利用电子束光刻技术制备了200nm栅长GaAs基T型栅InAlAs/lnGaAs MHEMT器件.该GaAs基MHEMT器件具有优越的直流、高频和功率性能,跨导、饱和漏电流密度、阈值电压、电流增益截止频率和最大振荡频率分别达到510mS/mm,605mA/mm,-1.8V,138GHz和78GHz.在8GHz下,输人功率为-0.88(2.11)dBm时,输出功率、增益、PAE、输出功率密度分别为14.05(13.79)dBm,14.9(11.68)dB,67.74(75.1)%,254(239)mW/mm,为进一步研究高性能GaAs基MHEMT功率器件奠定了基础.     

Ultra high-speed InP/InGaAs SHBTs with ft and fmax of 185 GHz

An InP/InGaAs single heterojunction bipolar transistor(SHBT) with high maximum oscillation frequency (f_(max)) and high cutoff frequency(f_t) is reported.Efforts have been made to maximize f_(max) and f_t simultaneously including optimizing the epitaxial structure,base-collector mesa over-etching and base surface preparation.The measured f_t and f_(max) both reached 185 GHz with an emitter size of 1×20μm~2,which is the highest f_(max) for SHBTs in mainland China.The device is suitable for ultra-high spee...     

超薄势垒InAlN/GaN HFET器件高频特性分析

采用二次外延重掺杂n+ GaN实现非合金欧姆接触,并通过优化干法刻蚀和金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延工艺,有效降低了欧姆接触电阻.将非合金欧姆接触工艺应用于InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)器件制备,器件的有效源漏间距缩小至600 nm.同时,结合40 nm T型栅工艺,制备了高电流截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的InAlN/GaN HFET器件.结果显示减小欧姆接触电阻和栅长后,器件的电学特性,尤其是射频特性得到大幅提升.栅偏压为0V时,器件最大漏源饱和电流密度达到1.88 A/mm;直流峰值跨导达到681 mS/mm.根据射频小信号测试结果外推得到器件的fT和fmax同为217 GHz.     

InP/InGaAs HBT的频率特性分析

频率特性是异质结双极型晶体管(HBT)设计中应首先考虑的因素,而fT,fmax则是HBT最主要的频率性能指标.首先基于InP/InGaAs HBT器件的物理结构构建了小信号等效电路模型,对该模型进行了理论分析,随后基于提取的有效参数结果,对该等效电路模型的频率特性进行了详细的计算和仿真,分析了影响fT,fmax的一些主要因素,得出的结论对于InP/InGaAs HBT的设计制作和性能优化具有一定的指导作用.