单片集成的增强型和耗尽型pHEMT技术

随着射频/微波器件的快速发展及其应用领域的日益扩大,基于半导体单片集成技术的多种器件集成工艺不断发展。研究了一种采用AlGaAs-InGaAs的砷化镓化合物衬底。琥珀酸湿法蚀刻工艺对器件电性能影响较小。将耗尽型和增强型赝配高电子迁移率晶体管(pseudomorphic High-Electron-Mobility Transistor,pHEMT)器件集成于同一芯片半导体工艺技术。结果表明,增强型晶体管Y型栅极的线宽为0.25 m,开启电压为0.3 V;耗尽型晶体管栅极的线宽为0.5 m,开启电压为-0.8 V,实现了在同一芯片上集成从负到正的栅极电压分布,为设计者提供了更为宽广的设计平台。这种集成技术可以应用于低噪声放大器、线性天线开关、滤波器以及功率控制装置等领域。

500V增强型与耗尽型集成VDMOS器件设计

增强型与耗尽型集成VDMOS器件是LED驱动电路中一种高效、低成本的功率器件。其设计制造要解决的主要问题是两种VDMOS器件工艺的集成问题和两种器件之间的隔离问题。提出一种隔离良好、芯片面积较小的增强型与耗尽型集成VDMOS设计和制造方法,耗尽管位于增强管里面比耗尽管位于增强管外面时耗尽管芯片面积减小74%。测试结果表明500 V增强型VDMOS击穿电压BVDSS平均值为550 V,耗尽型VDMOS击穿电压BVDSX平均值为540 V,增强型VDMOS平均阈值电压VTH为3.2 V,耗尽型VDMOS平均阈值电压VP为-3.7 V,两种管子总良率在94%以上,达到预期的设计目的,并成功应用于LED等产品中。

单片集成0·8μm栅长GaAs基InGaP/AlGaAs/InGaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管

优化了GaAs基InGaP/AlGaAs/InGaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)的外延结构,有利于获得增强型PHEMT的正向阈值电压.采用光学接触式光刻方式,实现了单片集成0.8μm栅长GaAs基InGaP/AlGaAs/In-GaAs增强/耗尽型PHEMT.直流和高频测试结果显示:增强型(耗尽型)PHEMT的阈值电压、非本征跨导、最大饱和漏电流密度、电流增益截止频率、最高振荡频率分别为0.1V(-0.5V),330mS/mm(260mS/mm),245mA/mm(255mA/mm),14.9GHz(14.5GHz)和18GHz(20GHz).利用单片集成增强/耗尽型PHEMT实现了直接耦合场效应晶体管逻辑反相器,电源电压为1V,输入0.15V电压时,输出电压为0.98V;输入0.3V电压时,输出电压为0.18V.

E/D PMOS中的几种电路结构介绍

本文阐述了E/DPMOS工艺应用于电路设计的特点 。

硅基GaN单片功率集成电路的研制

研制了一款基于硅基GaN工艺,包含增强型器件、耗尽型器件和整流二极管的硅基GaN单片功率集成电路,实现了逻辑驱动电路和功率器件的集成。重点对增强型器件制作工艺流程进行研究,同时,优化“T”型栅栅脚电场工艺。经过测试,硅基GaN单片功率集成电路的最大电流大于600 mA。研制结果验证了全GaN工艺实现逻辑驱动电路和功率器件系统集成的可行性,为复杂功能电路的开发提供方向和思路。

水平结构氢终端金刚石MOSFET的研究进展

氢等离子体处理后的金刚石表面具有导电性,室温下二维空穴气(Two-dimensional hole gas,2DHG)面密度可达1013 cm-2,因此利用氢终端金刚石制备的场效应晶体管成为研究重点。本文基于金刚石优异的物理性质,介绍了两种氢终端金刚石2DHG的形成机理,以耗尽型氢终端金刚石MOSFET为例提出稳定2DHG及提高器件性能的方法,总结增强型氢终端金刚石MOSFET的三种实现方法,并综述氢终端金刚石功率器件研究现状、面临的问题以及对未来发展的展望。

GaN E-D HEMT集成逻辑门电路特性研究

基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的高质量AlGaN/GaN异质结构材料,采用选择性栅挖槽结合栅介质工艺实现GaN增强型/耗尽型(E/D)HEMT器件的集成,应用直接耦合场效应管逻辑(DCFL)设计并研制GaN E/D HEMT集成逻辑门电路。通过对GaN E/D器件性能以及逻辑门电路性能的分析讨论,研究了GaN E/D器件性能对逻辑门电路性能的影响。同时还对选择性栅挖槽结合栅介质工艺实现GaN E/D器件存在的问题进行了分析讨论。

内置驱动器的六位GaAs PHEMT宽带单片数控衰减器

采用增强/耗尽型(E/D)结构的赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)技术,研制开发的砷化镓MMIC单片六位数字控制衰减器,具有衰减精度准确、承受功率大、线性度高等特点,并且集成了驱动器,使得输入信号控制线减少了一半,大大减少了系统布线的难度。产品由GaAsPHEMT标准工艺线加工。测试结果表明,在0.05～3.0GHz带内,插入损耗≤2.3dB@3GHz,带内输入输出驻波比≤1.5,衰减精度在±(0.3dB+3%)以内,1dB压缩功率点达到了27dBm,IP3超过了+45dBm。

内置驱动器的砷化镓高隔离开关芯片

采用增强/耗尽型(E/D)结构的赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)技术,研制开发的射频开关,具有插损低、隔离度高、承受功率大、线性度高等特点。产品采用0.5μm栅长的砷化镓PHEMT E/D标准工艺加工,将开关电路和驱动电路集成在一颗芯片上,并做了相应的静电防护设计。测试结果表明,在0.01～5.0GHz带内,插入损耗≤1.2dB@3GHz、≤1.6dB@5GHz,带内输入输出驻波比≤1.5,隔离度≥60dB@3GHz、≥52dB@5GHz,1dB压缩功率点达到了30dBm,IP3超过了+52dBm。

GaAs Ti/Pt/Au栅PHEMT单片集成电路耐氢能力的提升

为提高GaAs Au/Pt/Ti栅PHEMT MMIC放大器耐氢气的能力,提出了在PHEMT栅上加厚Si N钝化层的方法,并通过高温加速氢气试验验证了该方法的有效性。耗尽型D管的钝化层由150 nm加厚到300 nm后,在150℃加速下,耐氢气浓度和耐受时间由原来的14000×10-6、40 h提升到30000×10-6、110 h (电流还未出现明显下降),耐氢能力得到了明显提升。为了维护管子的微波性能,增强型E管采用多层Si N钝化,总厚度加厚到600 nm后,在150℃加速下,耐氢气浓度和耐受时间可达到20000×10-6、115 h (电流还未出现明显下降),满足实际应用要求。

场效应管检测与应用电路探讨

本文针对这一问题,在把MOS管结构及其应用电路作简单介绍后,重点介绍了实际产品的特点、检测判断的最佳方法,及典型应用举例。

P埋层技术研究

介绍了在Ｓｉ￣＋注入的ｎ－ＧａＡｓ沟道层下面用Ｂｅ￣＋或Ｍｇ￣＋注入以形成ｐ埋层。采用此方法做出了阈值电压０～０．２Ｖ，跨导大于１００ｍＳ／ｍｍ的Ｅ型ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ，也做出了夹断电压－０．４～－０．６Ｖ、跨导大于１００ｍＳ／ｍｍ的低阈值Ｄ型ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ。

场效应管在地面采集单元中的应用与分析

场效应管主要作为电子开关使用,在地面采集设备电路中的应用很广泛。本文旨在通过对场效应管原理的叙述,并结合对实际电路分析,详细阐述了场效应管的分类、原理以及在地面采集单元中的应用分析,对操作维修人员分析、理解采集电路的工作原理及解决电路故障有一定帮助。