硅LDMOS射频功率器件的发展历程与趋势

从芯片结构的变化以及可靠性的提升角度简述了LDMOS射频功率器件的发展历程及趋势,给出了LD-MOS的最新研制结果。现在LDMOS射频功率器件在向高工作电压、高输出功率、高可靠以及脉冲应用等方向发展。

1．46～1．66GHz 250W宽带硅微波脉冲大功率管

报道了L波段高端中脉冲250W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果．该器件采用微波功率管环台面集电极结终端结构、非线性镇流电阻等新工艺技术，器件在1．46～1．66GHz频带内，脉宽200μs，占空比10％和40V工作电压下，全带内脉冲输出功率大于250W，功率增益大于7．0dB，效率大于45％．

双层金属电极对硅功率晶体管结温的改善

通过红外热相分析发现,在直流工作条件下,双层金属电极硅功率晶体管芯片比单层金属电极的结温低10℃以上;在微波工作条件下,双层金属电极芯片的结温比单层金属电极的低43.7℃。试验结果表明,双层金属电极能够改善硅微波功率晶体管芯片内微波输入功率和结温分布的均匀性。

1.2～1.4GHz 300W宽带硅微波脉冲大功率管

介绍了L波段宽带硅微波脉冲300W大功率晶体管研制结果。该器件采用微波功率管环台面集电极结终端结构、非线性镇流电阻和热稳定等新工艺技术,在1.2～1.4GHz频带内,脉宽150μs,占空比10%和40V工作电压下,全带内脉冲输出功率大于300W,功率增益大于8.75dB,效率大于55%。

Si腐蚀工艺的优化

腐蚀Si时工艺顺序不同,得到的Si片表面状态也不同,导致器件的反向泄漏电流不同。通过工艺试验研究,获得了优化的腐蚀Si工艺条件,得到了平整的Si表面,从而提高了器件的可靠性与生产的成品率。

微波硅功率双极型管脉冲顶降和增益压缩特性分析

对影响微波硅功率双极型晶体管脉冲波形顶降、顶升和增益压缩特性的器件设计、工艺和使用因素进行了分析。脉冲顶降的本质原因是结温上升,结温又同芯片特性、内匹配电路与芯片键合一致性密切相关;脉冲顶降还与器件在电路中的工作状态相关。脉冲顶升主要是与肖特基势垒接触和较低的器件工作温度有关;影响增益压缩的主要原因是电流饱和与电压饱和,其次还与基区宽变效应、大注入效应和工作状态等因素相关。从器件设计、工艺和电路应用等方面提出了改进器件脉冲顶降和增益压缩特性的途径。