Pt基埋栅势垒GaAs基增强型InAlAs/InGaAs改性高电子迁移率晶体管

讨论了采用埋栅结构实现Ga As基改性高电子迁移率晶体管(MHEMT)增强型模式工作的有关问题,提出了增强型MHEMT的设计与实现方法.通过不同金属(Al,Pt,Ti) / In Al As Schottky势垒系统的实验比较研究,确定在增强型MHEMT工艺中采用具有最高势垒高度的Pt Schottky埋栅结构;并进行了以最佳“推栅”温度为重点的器件工艺的深入研究.在此基础上通过实验研制的原理性1.0 μm×10 0 μm Pt栅增强型MHEMT的特性获得了夹断电压为+0 .12 V,跨导为4 70 m S/ m m及截止频率为5 0 GHz的测试结果,优于使用同一外延片制作的D-MHEMT     

1.0μm栅长GaAs基MHEMT器件及SPDT开关MMIC

利用MBE外延材料和接触式光学光刻方式,成功制备出1.0μm栅长GaAs基MHEMT器件,分别蒸发Pt/Ti/Pt/Au和Ti/Pt/Au作为栅电极金属.获得了优越的DC和RF性能,Pt/Ti/Pt/Au和Ti/Pt/Au MHEMT器件的gm为502(503)mS/mm,JDss为382(530)mA/mm,VT为0.1(-0.5)V,fT和fmax分别为13.4(14.8),17.0(17.5)GHz.利用单片集成增强/耗尽型GaAs基MHEMT器件制备出九阶环型振荡器,直流电压为1.2V时,振荡频率达到777.6MHz,门延迟时间为71.4ps.利用Ti/Pt/Au MHEMT器件设计并制备出了DC-100Hz单刀双掷(SPDT)关MMIC,其插入损耗、隔离度、输入输出回波损耗分别优于2.93,23.34和20dB.     

1.0μm栅长GaAs基MHEMT器件及SPDT开关MMIC

利用MBE外延材料和接触式光学光刻方式,成功制备出1.0μm栅长GaAs基MHEMT器件,分别蒸发Pt/Ti/Pt/Au和Ti/Pt/Au作为栅电极金属.获得了优越的DC和RF性能,Pt/Ti/Pt/Au和Ti/Pt/Au MHEMT器件的gm为502(503)mS/mm,JDss为382(530)mA/mm,VT为0.1(-0.5)V,fT和fmax分别为13.4(14.8),17.0(17.5)GHz.利用单片集成增强/耗尽型GaAs基MHEMT器件制备出九阶环型振荡器,直流电压为1.2V时,振荡频率达到777.6MHz,门延迟时间为71.4ps.利用Ti/Pt/Au MHEMT器件设计并制备出了DC-100Hz单刀双掷(SPDT)关MMIC,其插入损耗、隔离度、输入输出回波损耗分别优于2.93,23.34和20dB.     

高跨导增强型GaAsMESFET的制造工艺

制造了一个改进的增强型GaAs MESFET,其中采用了减小源和漏寄生电阻的高剂量Si离子注入,以及用于控制阈电压和减小肖特基栅界面状态的Pt埋栅结构。获得的1μm栅长增强型GaAs MESFET的跨导为250mS/mm。     

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.     

0.25μm GaAs基MHEMT器件

采用普通接触曝光研制成栅长为0.25μm的GaAs基InAlAs/InGaAs变组分高电子迁移率晶体管(MHEMT),测得其跨导为522mS/mm,沟道电流密度达490mA/mm,截止频率为75GHz,比同样工艺条件下GaAs基InGaP/InGaAs PHEMT的性能有很大的提高.对该器件工艺及结果进行了分析,提取了器件的交流小信号等效电路模型参数,并提出了进一步得到高稳定性、高性能器件的方法.     

增强型InGaP／AlGaAs／InGaAs PHEMT栅退火工艺

针对InGaP/AlGaAs/lnGaAs PHEMT器件,进行了Ti/Pt/Au和Pt/Ti/Pt/Au两种栅金属结构的退火实验,通过实验研究比较,得到了更适用于增强型器件的退火工艺,利用Ti/Pt/Au结构,在320℃退火40min,使器件阈值电压正向移动大约200mV,从而成功制作了高成品率的稳定一致的增强型器件,保证了增强型器件阈值电压在零以上.     

增强型InGaP/AlGaAs/InGaAs PHEMT栅退火工艺

针对InGaP/AlGaAs/lnGaAs PHEMT器件,进行了Ti/Pt/Au和Pt/Ti/Pt/Au两种栅金属结构的退火实验,通过实验研究比较,得到了更适用于增强型器件的退火工艺,利用Ti/Pt/Au结构,在320℃退火40min,使器件阈值电压正向移动大约200mV,从而成功制作了高成品率的稳定一致的增强型器件,保证了增强型器件阈值电压在零以上.     

GaAs基InAlAs/InGaAsMHEMT直流特性研究

报道了用 MBE技术生长的 Ga As基 In Al As/In Ga As改变结构高电子迁移率晶体管 (MHEMT)的制作过程和器件的直流性能。对于栅长为 0 .8μm的器件 ,最大非本征跨导和饱和电流密度分别为 3 5 0 m S/mm和1 90 m A/mm。源漏击穿电压和栅反向击穿电压分别为 4V和 7.5 V。这些直流特性超过了相同的材料和工艺条件下 Ga As基 PHEMT的水平 ,与 In P基 In Al As/In Ga As HEMT的性能相当