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％．

微波低噪声硅晶体管的方波电磁脉冲损伤研究

为了得到电磁脉冲注入对硅半导体器件的作用效应,对两个批次的同型号微波低噪声硅晶体管进行方波注入试验,得出了此类器件对电磁脉冲的最灵敏端对CB结和最敏感参数VBRCEO、损伤电压值、损伤电流值及损伤功率值。电磁脉冲注入时,通过示波器记录晶体管上的瞬时电压、电流波形并得出器件瞬时功率波形。将器件损伤时出现的二次击穿点的功率平均值作为该器件的损伤功率值,将二次击穿点的延迟时间与对应的损伤功率值作P-T图,得出其拟合曲线方程。根据拟合方程把各延迟时间下的损伤功率换算为1μs脉宽下的功率值,统计其损伤能量基本符合正态分布。经分析,器件方波电磁脉冲注入时的损伤机理为热二次击穿。

2.6～2.8GHz 100W硅微波脉冲功率晶体管

研究并制造了2.6～2.8GHz输出功率100W、脉宽1μs、占空比25%、增益7dB、效率35%的硅微波脉冲功率晶体管。本文介绍了该器件的设计考虑和采用的工艺技术,给出了研制结果。

1.2～1.4GHz 300W宽带硅大功率双极晶体管研制

介绍了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果。采用大面积亚微米精细线条阵列加工技术、深亚微米浅结制备工艺技术、均匀热分布技术、双层金属化技术等工艺技术,研制出了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管。器件在1.2~1.4 GHz频带内,脉冲宽度150μs,占空比10%,工作电压40 V条件下,全频带内输出功率大于300 W,功率增益大于8.75 dB,集电极效率大于55%,并具有良好的可靠性。

微波半导体晶体管静电放电损伤机理

为研究静电放电(ESD)电磁脉冲作用下微波半导体晶体管的最灵敏端对和损伤机理,采用ESD人体模型对目前广泛使用的高频低噪声微波半导体晶体管进行了ESD损伤实验。通过理论分析建立了微波半导体晶体管的ESD电热损伤模型,并通过实验验证了该模型的有效性。结果表明,该类器件对ESD最敏感的端对为集电结;ESD对该类器件的损伤模式主要为过热损伤模式,损伤机理为热二次击穿。当ESD电压较低时,PN结峰值温度超过铝硅共晶的熔融温度577℃,使器件参数退化并发生潜在性失效;当ESD电压较高时,ESD电流造成器件局部过热,PN结峰值温度超过硅的熔融温度1 415℃,使器件发生击穿烧毁。

S波段100W硅脉冲功率晶体管

报道了一种高增益高效率 S波段硅脉冲功率晶体管的研制结果。该器件在 f=2 .4～ 2 .6GHz,D=1 0 % ,τp=1 0 0 μs,Vc=36V条件下输出功率 1 0 0 W、增益 9d B、效率 50 %。在 f=2 .6GHz短脉宽条件下输出功率 1 60 W、增益 8.0 d B、效率 60 %。

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%。

静电放电次数与半导体器件潜在性失效的关系

为研究硅双极晶体管中由ESD注入引起的潜在性失效与放电次数间的关系,对微波低噪声小功率硅双极器件进行了同一电压不同次数的人体模型ESD注入实验.注入电压为1.50 kV.注入管脚为器件对ESD最敏感的端对.器件分组注入不同次数的ESD后,将注入和未注入过ESD的器件同时进行加速寿命实验.通过比较各组器件损伤率的大小来反映器件使用寿命的变化.经统计分析与计算发现:开始时,随放电次数的增加,器件出现潜在性失效的概率增大,当概率达到一定极限值后,又会随放电次数的增大而减小,说明ESD的注入不仅可能在部分硅器件内部造成潜在性失效,也可能提高另外一部分器件的可靠性.

硅微波功率管键合失效机理分析

硅微波功率管在生产过程中随机发生大量的键合失效。分析表明,这种硅功率管管芯的焊盘与有源区的连接处介质层容易在键合过程中因为受到金丝的振动冲击而毁坏,因此键合完成后镀金层与介质层无法完整粘合,从而造成微调金丝弧度时发生键合失效。通过加厚焊盘镀金层,避免了金丝对介质层的冲击,提高了硅功率管的键合质量及成品率。

性能优良的RCA微波功率晶体管

首次采用多晶硅发射区 RCA技术制备出微波功率晶体管。在工作频率为 3 .1 GHz时 ,该器件输出功率达到 6W,功率增益达到 1 0 d B。与普通多晶硅发射区 HF晶体管相比 ,此种晶体管具有电流增益 h FE随温度变化小、并且在一定温度下达到饱和的优点 ,从而可以在一定程度上抑制微波双极功率晶体管由于温度分布不均匀导致的电流集中。文中还讨论了不同的杂质激活条件对

一种硅微波功率三极管的失效分析

描述了硅微波功率三极管的失效模式,给出了器件输出功率与器件耗损功率的关系,得出了微波脉冲电流与有效值的关系,证明了器件在规定的参数范围内能可靠工作,推论了器件失效发生时的状态。指出器件的失效是热电正反馈熔融烧毁所致,是使用问题而不是器件的本质失效;其分析过程对其它器件的失效分析有指导作用。

S波段硅微波功率晶体管的加速寿命试验

为了在尽量短的时间内对S波段硅微波功率晶体管的长期可靠性进行研究,依据温度应力阿列尼乌斯(Arrhenius)模型,进行了两种S波段硅微波功率晶体管的可靠性寿命评价试验。试验采用步进应力加速寿命试验摸底,找出了最高试验应力水平,并根据摸底结果分别进行了3组恒定应力加速寿命试验,最高试验壳温分别为250℃和220℃,大幅度提高了温度应力,加快了试验速度。试验全程采用数据采集卡实施实时监测,并对失效样品进行了失效分析,最大程度地保证了试验数据的准确性。通过对试验结果的统计分析,推算出了两种S波段硅微波功率晶体管的平均寿命。

Si微波功率晶体管加速寿命试验夹具的设计

温度应力的加速寿命试验结果与所用夹具的耐温性及壳温的精确测量与控制直接相关。通过大量研究,发现一体式夹具在试验壳温提高到某一值时性能迅速劣化,因此设计符合高温下使用的分离式夹具是加速寿命试验顺利进行的必要条件。提供了两种加速寿命试验夹具的设计思路,并用于Si微波功率管加速寿命试验,通过步进应力试验和恒定应力试验,获取了该Si微波功率管加速寿命。分体夹具可耐受的试验温度在260℃以上,为加速寿命试验提供了温度应力的提升空间。

硅微波BJT集电极-发射极漏电的失效机理分析

介绍了硅微波双极晶体管中一种集电极-发射极漏电的失效模式,着重从芯片制造工艺方面研究了失效机理。建立了RIE等离子体刻蚀等效电容模型,研究了电容介质隧穿/击穿诱发的工艺损伤和接触孔侧壁角度对Pt Si的影响。结果表明:RIE干法刻蚀在接触孔局部诱发Si损伤,接触孔侧壁角度减小导致参与合金的Pt总量增加,部分Pt沿此通道穿透发射结进入中性基区形成深能级陷阱,在高反偏集电极-发射极电压VCE作用下进入扩展的集电结空间电荷区,增加了空间电荷区电子-空穴对的产生率和集电结反偏电流ICO,形成快速增大的集电极-发射极漏电流ICEO,导致芯片失效。

微波退火法低温制备多晶硅薄膜晶体管

多晶硅薄膜晶体管以其独特的优点在液晶显示领域中有着重要位置。为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器 ,低温制备 (小于 60 0°C)高质量多晶硅薄膜已成为研究热点。文章利用微波加热技术 ,采用非晶硅薄膜微波退火固相晶化法低温制备出多晶硅薄膜晶体管 ,研究了微波退火工艺对多晶硅薄膜晶体管电学性能的影响。

栅漏间表面外延层对4H-SiC功率MESFET击穿特性的改善机理与结构优化

本文提出了一种带栅漏间表面p型外延层的新型MESFET结构并整合了能精确描述4H-SiC MESFET工作机理的数值模型,模型综合考虑了高场载流子饱和、雪崩碰撞离化以及电场调制等效应.利用所建模型分析了表面外延层对器件沟道表面电场分布的改善作用,并采用突变结近似法对p型外延层参数与器件输出电流(I_(ds))和击穿电压(V_B)的关系进行了研究.结果表明,通过在常规MESFET漏端处引入新的电场峰来降低栅极边缘的强电场峰并在栅漏之间的沟道表面引入p-n结内建电场进一步降低电场峰值,改善了表面电场沿电流方向的分布.通过与常规结构以及场板结构SiC MESFET的特性对比表明,本文提出的结构可以明显改善SiC MESFET的功率特性.此外,针对文中给定的器件结构,获得了优化的设计方案,选择p型外延层厚度为0.12μm,掺杂浓度为5×10_(15)cm-3,可使器件的V_B提高33%而保持I_(ds)基本不变.