高频功率半导体器件的新进展

材料、工艺和封装的改进使半导体晶体管取得令人注目的成果,表现为单个器件的高频输出功率超过1KW,在小功率下频率超过50GHz,兼顾到频率和功率时可在10GHz下输出10W。几年前,Si和GaAs材料各有侧重,Si主要用作射频功率器件,而GaAs用于微波功率器件,现在SiGe、SiC等新材料大有前途。过去Si双极晶体管在功率领先,GaAs MESFET晶体管(金属半导体场效应管)在频率占有优势,现在Si的DMOS(扩散金属氧化物半导体管)和LDMOS(横向扩散金属     

UV LIGA技术在毫米波太赫兹器件中的应用进展

采用紫外光刻电铸和微成型(UV LIGA)技术制造太赫兹真空器件的高频结构,频率为94~220 GHz。对于94 GHz高频结构,尺寸误差≤15 μm,采用此高频结构的脉冲行波管输出功率大于100 W;180 GHz高频结构,尺寸误差≤5 μm,采用此高频结构的太赫兹行波管二倍频器输出功率高于100 mW,带宽为11.4 GHz;220 GHz高频结构,尺寸误差≤3 μm,衰减因子为240 dB/m。UV LIGA技术在太赫兹真空器件中的成功应用,不但为毫米波太赫兹器件研制奠定了基础,同时也为UV LIGA技术在设计制造毫米波太赫兹器件领域,包括有源和无源器件,开辟了一番新天地。     

一种考虑端口引线趋肤效应的GaAs PHEMT器件小信号模型

为了精确地表征高频GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)的器件特性,提出了一种考虑端口引线趋肤效应的GaAs PHEMT器件小信号模型。采用传输线理论,建立GaAs PHEMT的源-漏电压为0 V情况下沟道的T型等效网络。以量化沟道电阻为中间项,推导出含有趋肤效应模型的拓扑结构并提出参数解析提取方法。结合趋肤效应的高频响应特征,从频率高于40 GHz的测试S参数中剥离10 GHz以下的非本征参数,然后从剥离之后的网络参数中提取趋肤效应模型参数值。采用总栅宽为4×25μm GaAs PHEMT管芯用于模型和模型参数提取方法的验证。结果显示在2~110 GHz下,该模型的仿真结果与测试结果吻合较好。     

长寿命抗干扰测试针在SOT363半导体高频器件测量中的应用

在半导体器件生产企业中,使用测试针接触器件的引脚进行电参数测量,必须考虑两个问题。一个问题是降低测试针与器件引脚间的接触电阻。在自动化生产线中,企业要想得到高精度的测量值,必须经常替换已磨损的测试针,才能获得更高的成品率。另一个问题是降低外部信噪对半导体高频器件(工作频率>2 GHz)HFE参数测量的影响。外部信噪会使高频器件的HFE参数不稳定,造成成品率的降低。通过SOT363测试针设计实例,介绍了新型长寿命抗干扰测试针的设计方法。     

两种不同结构InGaP/GaAs HBT的直流特性分析

InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)是当前微波毫米波领域中具有广阔发展前景的高速固态器件,其直流特性是器件重要参数之一.本文采用Medici软件对两种InGaP/GaAs外延结构HBT的直流特性和高频特性进行了模拟计算,并实际制备出了两种材料结构的大尺寸(发射极面积100μm×100μm)双台面InGaP/GaAs HBT器件,对其直流特性进行了测试和分析,两种外延结构的器件共射直流增益分别为50和350,模拟得其最大截止频率分别为8和10GHz.     

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.     

T形栅In0.52Al0.48 As／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/InGaAs 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,输入功率为-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.     

RTD 高频等效电路的① 研究及应用现状

详述了RTD器件各高频等效电路模型及其各模型的应用与适用条件。并在40GHz以下的频率范围内，用CECM描述RTD器件的高频特性也较成功。     

新型高频VDMOS功率器件的研究

作者采用一种新方法设计了可在高压下工作的高频VDMOS器件,该器件具有二级场板终端结构。通过在工艺上利用多晶硅选择氧化形成漏表面厚氧化层,不仅可以有效地减小C_(gd),而且可以减小C_(gs)。该方法简化了器件制作工艺并实现了自对准扩散。     

太赫兹InP DHBT 器件研究

InP DHBT 器件具有优异的高频特性、良好的散热、击穿和噪声性能,是实现超高频、低噪声功率放大 电路设计的最具性能优势的器件之一。文中简要介绍和分析了影响高频器件电性能参数的主要因素,优化了材料 结构和版图设计,最终采用三台面湿法化学腐蚀工艺、自终止工艺、自对准光刻工艺和空气桥工艺等加工工艺研制 得到发射极线宽0. 7 μm 的InP DHBT 器件,并配套集成了平行板电容和金属薄膜电阻,片内器件一致性良好。不断 缩小器件基区台面面积,器件电性能最终实现:最大直流增益β 为30,10 μA 下的集电极-发射极击穿电压BVCEO 为 3. 2 V,截止频率fT 为358 GHz,最大振荡频率fmax 为407 GHz。测试结果表明,该器件可应用于220 GHz 放大器、 100 GHz 以下压控振荡器等数模混合集成电路。