1 A/mm高电流密度金刚石微波功率器件

1

作者 谯兵 郁鑫鑫 +3 位作者 李忠辉 陶然 周建军 陈堂胜 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第1期1-5,共5页

基于自对准栅电极制备技术,研制了具有低导通电阻和高电流密度的氢终端金刚石微波功率器件。采用高功函数金属Au与氢终端金刚石实现了良好的欧姆接触,接触电阻为0.73Ω·mm。得益于较低的源漏串联电阻和低损伤Al2O3栅介质原子层沉... 基于自对准栅电极制备技术,研制了具有低导通电阻和高电流密度的氢终端金刚石微波功率器件。采用高功函数金属Au与氢终端金刚石实现了良好的欧姆接触,接触电阻为0.73Ω·mm。得益于较低的源漏串联电阻和低损伤Al2O3栅介质原子层沉积工艺,金刚石微波器件的导通电阻低至4Ω·mm,饱和电流密度达1.01 A/mm,最大跨导为213 mS/mm,最大振荡频率达58 GHz。研究了该器件在2 GHz和10 GHz频率下连续波功率输出特性,发现在15 V低工作电压下即可分别实现1.56 W/mm和1.12 W/mm的输出功率密度,展现出自对准技术在研制高电流和高输出功率金刚石微波器件上的潜力。 展开更多

关键词 金刚石 自对准技术 高电流密度 微波功率

原文传递

GaN HEMTs微波器件的失效机理及宇航应用保障

2

作者 林罡 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第2期136-146,共11页

经过30年的发展,GaN已成为当今化合物半导体领域的研究和产业化的热点,同时也是卫星微波通讯的未来重点发展技术之一,但其可靠性一直是制约GaN HEMT器件工程化的重要因素。本文回顾和总结了南京电子器件研究所解决GaN HEMT微波器件的可... 经过30年的发展,GaN已成为当今化合物半导体领域的研究和产业化的热点,同时也是卫星微波通讯的未来重点发展技术之一,但其可靠性一直是制约GaN HEMT器件工程化的重要因素。本文回顾和总结了南京电子器件研究所解决GaN HEMT微波器件的可靠性问题的研发历程,整理了GaN HEMT微波器件在各阶段的典型失效模式、失效机理。针对GaN微波器件的宇航应用,描述了与相关技术配套的宇航应用保障体系,以实现其良好的运行及未知风险的控制。 展开更多

关键词 氮化镓 SiC衬底GaN器件 微波功率器件 可靠性 失效机理 高温加速寿命试验(HTOL) 总剂量效应 单粒子效应 低气压放电 宇航应用保障

原文传递

基于碳纳米管阵列的高响应光电探测器件

3

作者 张勇 杨扬 +3 位作者 章灿然 陶晖 王琦龙 李忠辉 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第2期F0003-F0003,共1页

纳米管(Carbon nanotube,CNT)具有纳米级特征尺寸、独特的一维能带结构、极大的比表面积和多种排布形态,吸收波长覆盖太赫兹至紫外波段,吸收率高;半导体型单壁碳纳米管拥有直接带隙,禁带宽度随手性不同在0.1 eV至1 eV以上均有分布,可实... 纳米管(Carbon nanotube,CNT)具有纳米级特征尺寸、独特的一维能带结构、极大的比表面积和多种排布形态,吸收波长覆盖太赫兹至紫外波段,吸收率高;半导体型单壁碳纳米管拥有直接带隙,禁带宽度随手性不同在0.1 eV至1 eV以上均有分布,可实现室温弹道输运,是构建片上高响应、超宽带、超快可调光电探测器件的新型潜力材料。南京电子器件研究所采用高纯度半导体型碳纳米管阵列材料设计制备了多种红外—光电探测器件,其中叉指型光电探测器件通过缩短电极间距降低渡越时间提高响应速度、构造功函数不同的非对称电极促进光生空穴—电子对分离提高响应度、增加栅控有效调控多数载流子降低暗电流,实现了300 A/W以上的优异响应度,响应时间<30μs。进一步联合东南大学,首次在碳纳米管光电探测器件中引入硅光波导与金属狭缝结构,激发等离激元局域光场增强与耦合,在1550 nm通信波段获得高响应特性,3dB带宽达15GHz。未来通过构建异质结及叠层结构,有望进一步降低暗电流,并开发取向阵列的偏振敏感特性,助力碳基电子学及光电子学的应用发展。 展开更多

关键词 碳纳米管阵列 单壁碳纳米管 多数载流子 光电子学 响应度 渡越时间 叠层结构 等离激元

原文传递

低压硅基GaN射频器件

4

作者 张凯 朱广润 +3 位作者 房柏彤 王伟凡 汪流 陈堂胜 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第4期F0003-F0003,共1页

基于硅基GaN的射频器件具有高功率、高效率、宽带工作以及低成本、批量化生产的优势,有望应用于5G移动终端等重要场景,具有巨大市场潜力。南京电子器件研究所发展了低损耗低方阻硅基GaN射频材料,开发了低阻欧姆接触技术,接触电阻(RC)仅... 基于硅基GaN的射频器件具有高功率、高效率、宽带工作以及低成本、批量化生产的优势,有望应用于5G移动终端等重要场景,具有巨大市场潜力。南京电子器件研究所发展了低损耗低方阻硅基GaN射频材料,开发了低阻欧姆接触技术,接触电阻(RC)仅有0.073Ω·mm(如图1所示),掌握了0.15μm和0.25μm低压器件设计与制备工艺。 展开更多

关键词 射频器件 欧姆接触 GAN 批量化生产 方阻 巨大市场潜力 接触电阻 低损耗

原文传递

晶圆级柔性高性能GaN HEMT及InP HBT器件

5

作者 戴家赟 陈鑫 +5 位作者 王登贵 吴立枢 周建军 王飞 孔月婵 陈堂胜 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第2期158-162,174,共6页

通过研究基于临时键合与解键合工艺的GaN、InP等材料无损剥离和晶圆级柔性集成等关键技术,提出了解决当前柔性化合物半导体器件普遍存在的转移后器件性能退化严重和大面积批量制造困难等问题的方案,制备出100 mm(4英寸)柔性GaN HEMT器件... 通过研究基于临时键合与解键合工艺的GaN、InP等材料无损剥离和晶圆级柔性集成等关键技术,提出了解决当前柔性化合物半导体器件普遍存在的转移后器件性能退化严重和大面积批量制造困难等问题的方案,制备出100 mm(4英寸)柔性GaN HEMT器件和75 mm(3英寸)InP HBT器件。其中,柔性GaN HEMT器件的饱和电流衰减仅为8.6%,柔性InP HBT器件的电流增益截止频率和最高振荡频率分别达到了358 GHz和530 GHz。表明采用本文介绍的柔性化方法制备的柔性电子器件在高频大功率等领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 晶圆级 柔性 化合物器件 GaN HEMT InP HBT

原文传递

基于单片集成电路的180 GHz大功率倍频器

6

作者 郭艳敏 张立森 +2 位作者 顾国栋 宋旭波 郝晓林 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第6期486-491,共6页

随着工作频率的提升,太赫兹倍频链路对第一级倍频器的输出功率要求越来越高,提升其功率承受能力是解决该问题的主要途径之一。设计并制作出高击穿的氮化镓肖特基势垒二极管,并与砷化镓二极管进行了对比。氮化镓二极管大的电容调制能力... 随着工作频率的提升,太赫兹倍频链路对第一级倍频器的输出功率要求越来越高,提升其功率承受能力是解决该问题的主要途径之一。设计并制作出高击穿的氮化镓肖特基势垒二极管,并与砷化镓二极管进行了对比。氮化镓二极管大的电容调制能力弥补了高电阻导致的低效率,使其具有与砷化镓倍频器相当的转换效率。针对传统混合集成电路结构的氮化镓倍频器连续波功率低的问题,研制出基于高热导率碳化硅单片集成电路形式的180 GHz氮化镓大功率倍频器,并与砷化镓倍频器进行了性能对比。在600 mW输入功率下,两种倍频器的转换效率均大于20%,输出功率大于120 mW。氮化镓二极管的高击穿特性和碳化硅衬底的高导热性使得氮化镓倍频器在大功率输入下具有更好的性能。 展开更多

关键词 氮化镓 肖特基二极管 倍频器 大功率 单片集成电路

原文传递

340 GHz GaN大功率固态倍频链

7

作者 郑艺媛 张凯 +3 位作者 代鲲鹏 钱骏 孔月婵 陈堂胜 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期75-79,共5页

随着太赫兹技术的应用和发展,对大功率太赫兹固态源的需求愈加迫切。文中基于GaN肖特基二极管(SBD)工艺设计并制造了具有高功率输出的170 GHz和340 GHz太赫兹倍频器,实现了340 GHz大功率太赫兹固态倍频链。采用多管芯GaN SBD提高器件功... 随着太赫兹技术的应用和发展,对大功率太赫兹固态源的需求愈加迫切。文中基于GaN肖特基二极管(SBD)工艺设计并制造了具有高功率输出的170 GHz和340 GHz太赫兹倍频器,实现了340 GHz大功率太赫兹固态倍频链。采用多管芯GaN SBD提高器件功率承载能力,综合开展电路优化设计提升倍频性能,通过仿真研究和实验测试,验证了倍频器设计的有效性和先进性。170 GHz倍频器的实测峰值输出功率达到580 mW,倍频效率为14.5%。340 GHz倍频器的实测峰值输出功率为66 mW,倍频效率为12.5%。该太赫兹固态倍频链性能优良,在太赫兹系统中具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 太赫兹 氮化镓 肖特基二极管 倍频器

原文传递

0.25μm发射极InP DHBT材料生长与器件性能研究

8

作者 马奔 于海龙 +3 位作者 戴姜平 王伟 高汉超 李忠辉 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2023年第6期510-513,共4页

采用固态源分子束外延系统(SSMBE),研究InP双异质结双极晶体管(DHBT)的结构设计及外延生长技术。通过采用碳掺杂浓度和InGaAs组分双缓变的基区生长工艺,提高基区的内建电场,加速载流子的渡越,提高基于0.25μm发射极工艺InP DHBT器件的... 采用固态源分子束外延系统(SSMBE),研究InP双异质结双极晶体管(DHBT)的结构设计及外延生长技术。通过采用碳掺杂浓度和InGaAs组分双缓变的基区生长工艺,提高基区的内建电场,加速载流子的渡越,提高基于0.25μm发射极工艺InP DHBT器件的频率性能。此外,InGaAs帽层材料通过双Si源掺杂以及调控生长条件,实现高N型掺杂,材料表面粗糙度为0.42 nm。利用该双缓变基区以及高N型掺杂帽层生长工艺,制备0.25μm发射极InP DHBT器件,其增益为29,击穿电压为3.8 V,在工作电流密度为5.7 mA/μm2时,电流增益截止频率为403 GHz,最大振荡频率达到660 GHz。 展开更多

关键词 分子束外延 双异质结晶体管 铟镓砷 截止频率

原文传递

高温退火对AlN外延材料晶体质量的影响

9

作者 罗伟科 王翼 +5 位作者 李亮 李传皓 张东国 杨乾坤 彭大青 李忠辉 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第2期167-172,共6页

采用高温退火技术改善金属有机物化学气相沉积AlN薄膜材料晶体质量。研究发现较低的生长温度下,Al原子迁移能力弱,外延呈岛状生长模式,形成大量的柱状晶粒,晶粒倾斜、扭曲,晶格原子排列混乱,存在大量的位错和层错缺陷;高温退火时晶格发... 采用高温退火技术改善金属有机物化学气相沉积AlN薄膜材料晶体质量。研究发现较低的生长温度下,Al原子迁移能力弱,外延呈岛状生长模式,形成大量的柱状晶粒,晶粒倾斜、扭曲,晶格原子排列混乱,存在大量的位错和层错缺陷;高温退火时晶格发生重构,晶粒合并,位错和层错缺陷减少,晶格排列整齐,晶体质量得到提升。通过优化生长温度和退火温度,获得了高质量的200 nm厚AlN模板,其(002)和(102)面的X射线双晶衍射摇摆曲线半高宽分别为107 arcsec和257 arcsec,位错密度比退火前降低了2~3个数量级。 展开更多

关键词 高温退火 氮化铝 晶体质量 金属有机物化学气相沉积

原文传递

SiC基GaN上多晶金刚石散热膜生长及其影响

10

作者 盛百城 刘庆彬 +3 位作者 何泽召 李鹏雨 蔚翠 冯志红 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期455-460,共6页

通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在SiC基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)异质结构材料上生长多晶金刚石散热膜,采用光学显微镜(OM)、拉曼光谱、非接触霍尔测试系统、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对生长样品进行表征,研究... 通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在SiC基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)异质结构材料上生长多晶金刚石散热膜,采用光学显微镜(OM)、拉曼光谱、非接触霍尔测试系统、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对生长样品进行表征,研究了生长温度、多晶金刚石散热膜厚度对GaN HEMT异质结构材料性能的影响。测试结果表明,当多晶金刚石生长温度为625℃,散热膜厚度为20μm时,GaN材料载流子迁移率降低9.8%,载流子浓度上升5.3%,(002)衍射峰半高宽增加40%。生长温度越高,金刚石散热膜的生长速率越快。当金刚石散热膜厚度相差不大时,生长温度越高,GaN所受拉应力越大,材料电特性衰退越明显。多晶金刚石高温生长过程中,金刚石引入的应力未对GaN结构产生破坏作用,GaN材料中没有出现孔洞等缺陷。 展开更多

关键词 多晶金刚石 散热膜 氮化镓 微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法 电性能 应力 孔洞缺陷

原文传递

氢终端金刚石薄膜生长及其表面结构

11

作者 马孟宇 蔚翠 +3 位作者 何泽召 郭建超 刘庆彬 冯志红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期323-328,共6页

氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚... 氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚石薄膜成为一种可行方案,但该方案仍存在薄膜质量表征困难,表面粗糙度较大等问题.本文采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)技术,在含氮CVD金刚石衬底上外延一层亚微米级厚度金刚石薄膜,并研究分析了不同甲烷浓度对金刚石薄膜生长以及导电性能的影响.测试结果显示:金刚石薄膜生长厚度为230—810 nm,且外延层氮浓度含量低于1×10^(16) atom/cm^(3),不同的甲烷浓度生长时,金刚石外延层表面出现了三种生长模式,这主要与金刚石的生长和刻蚀作用相关.经过短时间生长后的金刚石薄膜表面为氢终端(2×1:H)结构,而氧、氮元素在其中的占比极低,这使得生长后的金刚石薄膜具有P型导电特性.霍尔测试结果显示,甲烷浓度为4%条件下生长的氢终端金刚石薄膜导电性最好,其方块电阻为4981Ω/square,空穴迁移率为207 cm^(2)/(V·s),有效地提升了氢终端金刚石电特性,为推进大功率金刚石器件发展应用起到支撑作用. 展开更多

关键词 氢终端金刚石 甲烷浓度 生长模式 电性能

下载PDF 职称材料

VHF频段小型化千瓦级GaN功率放大器

12

作者 张晓帆 默江辉 +4 位作者 高永辉 倪涛 余若祺 斛彦生 徐守利 《半导体技术》 北大核心 2024年第1期45-49,共5页

为了满足VHF频段对高功率放大器小型化的需求,设计并制备了一款基于05μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的VHF频段小型化千瓦级功率放大器。通过采用多节微带电容网络和高介电常数的印制电路板(PCB)实现了末级功率放大器匹配电路的... 为了满足VHF频段对高功率放大器小型化的需求,设计并制备了一款基于05μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的VHF频段小型化千瓦级功率放大器。通过采用多节微带电容网络和高介电常数的印制电路板(PCB)实现了末级功率放大器匹配电路的小型化;以高通滤波器作为级间匹配电路,在减小电路尺寸的同时,提高了链路增益;采用混合集成工艺,实现了电源调制器、前级驱动功率放大器和末级功率放大器等各单元的小型化高密度集成。测试结果表明,在024~030 GHz频带内,该功率放大器的工作电压为50 V,工作脉宽为100μs,在占空比10%、输入功率10 dBm的工作条件下,带内输出功率大于1000 W,功率附加效率约为60%~69%,功率增益大于50 dB,功放体积为46 mm×30 mm×6 mm。 展开更多

关键词 千瓦级 GaN功率放大器 小型化 VHF频段 混合集成

原文传递

110~200GHz频段InP单行载流子光电二极管

13

作者 杨大宝 邢东 +2 位作者 赵向阳 刘波 冯志红 《半导体技术》 北大核心 2024年第1期39-44,共6页

设计制备了一种基于InP材料低偏压工作的单行载流子光电二极管(UTC-PD),该器件的工作频率范围为110~200 GHz。为提升器件的带宽特性,UTC-PD芯片的吸收层采用p型高斯掺杂的InGaAs材料,芯片的InP衬底减薄至12μm。UTC-PD采用背照式的方式... 设计制备了一种基于InP材料低偏压工作的单行载流子光电二极管(UTC-PD),该器件的工作频率范围为110~200 GHz。为提升器件的带宽特性,UTC-PD芯片的吸收层采用p型高斯掺杂的InGaAs材料,芯片的InP衬底减薄至12μm。UTC-PD采用背照式的方式输入光信号。通过倒装焊的形式将芯片安装在厚度为50μm的AlN基片上的共面波导焊盘上进行测试。在-3 V偏压和155μm波长输入光条件下,制备器件的响应度超过02 A/W;在110 GHz处获得最高输出功率为-56 dBm,19783 GHz处的输出功率最低为-106 dBm。 展开更多

关键词 低偏压 单行载流子光电二极管(UTC-PD) 高斯掺杂 背照式 响应度

原文传递

200 mm高纯半绝缘SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料

14

作者 张东国 李忠辉 +5 位作者 魏汝省 杨乾坤 彭大青 李传皓 罗伟科 王克超 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第1期F0003-F0003,共1页

南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN... 南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料(图1)。外延材料测试结果表明,二维电子气室温迁移率达到2 231 cm^(2)/(V·s),方块电阻片内不均匀性为2.3%(图2),GaN(0002)和(1012)面XRD摇摆曲线半高宽分别达到143 arcsec和233 arcsec,圆片弯曲度和翘曲度分别达到-18.7μm和27.1μm(图3)。材料显示了优良的结晶质量和电学特性,为GaN微波毫米波功率器件和MMIC应用奠定了良好的技术基础。 展开更多

关键词 ALGAN/GAN 外延材料 二维电子气 半绝缘 微波毫米波 方块电阻 摇摆曲线 迁移率

原文传递

260 GHz GaN高功率三倍频器设计

15

作者 盛百城 宋旭波 +8 位作者 顾国栋 张立森 刘帅 万悦 魏碧华 李鹏雨 郝晓林 梁士雄 冯志红 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第3期290-295,共6页

基于GaN太赫兹二极管芯片,采用非平衡式电路结构,设计了一款260 GHz三倍频器。采用GaN肖特基二极管芯片提高电路的耐受功率和输出功率;采用“减高+减宽”的输出波导结构抑制二次谐波;采用高低阻抗带线结构设计了倍频器的输入滤波器和输... 基于GaN太赫兹二极管芯片,采用非平衡式电路结构,设计了一款260 GHz三倍频器。采用GaN肖特基二极管芯片提高电路的耐受功率和输出功率;采用“减高+减宽”的输出波导结构抑制二次谐波;采用高低阻抗带线结构设计了倍频器的输入滤波器和输出滤波器。测试结果显示,该三倍频器在261 GHz峰值频率下,实现最大输出功率为69.1 mW,转换效率为3.3%,同时具有较好的谐波抑制特性。 展开更多

关键词 三倍频器 太赫兹 肖特基二极管 非平衡式 倒装

下载PDF 职称材料

0.6~18.0 GHz超宽带低噪声放大器MMIC

16

作者 郝翔 王维波 +3 位作者 闫俊达 袁巍 韩方彬 陶洪琪 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第2期125-130,共6页

基于0.15μm GaAs E-pHEMT工艺设计并制备了一款0.6~18.0 GHz的低噪声放大器单片微波集成电路。该放大器使用一级共源共栅结构,通过负反馈实现宽带的匹配设计。同时在共栅晶体管栅极增加到地电容,共源管和共栅管漏极增加峰化电感,以提... 基于0.15μm GaAs E-pHEMT工艺设计并制备了一款0.6~18.0 GHz的低噪声放大器单片微波集成电路。该放大器使用一级共源共栅结构,通过负反馈实现宽带的匹配设计。同时在共栅晶体管栅极增加到地电容,共源管和共栅管漏极增加峰化电感,以提高高频增益,扩展带宽,改善噪声。常温在片测试结果表明,在3.3 V单电源供电下,0.6~18.0 GHz频带内该款低噪声放大器噪声系数典型值1.5 dB,小信号增益约15 dB,增益平坦度小于±0.9 dB,输入、输出电压驻波比典型值分别为1.7和1.8,1 dB压缩点输出功率典型值14 dBm,功耗72.6 mW,芯片面积1.5 mm×1.2 mm。 展开更多

关键词 超宽带 低噪声放大器 共源共栅 单片微波集成电路 砷化镓

原文传递

面向脉冲调制器的S波段高效线性MMIC功率放大器

17

作者 段佩壮 马明明 +4 位作者 李鹏程 郭润楠 庄园 余旭明 陶洪琪 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第2期131-137,共7页

针对脉冲调制全数字发射机中高速数字信号难以高效驱动射频功率放大器的问题,提出了一种高效线性MMIC功率放大器设计方法。采用连续F类功率放大器提高数字发射机系统的效率,采用三阶互调抵消改善临近饱和线性度。基于南京电子器件研究所... 针对脉冲调制全数字发射机中高速数字信号难以高效驱动射频功率放大器的问题,提出了一种高效线性MMIC功率放大器设计方法。采用连续F类功率放大器提高数字发射机系统的效率,采用三阶互调抵消改善临近饱和线性度。基于南京电子器件研究所GaAs pHEMT工艺,研制了一款S波段高效率线性功率放大器进行验证。测试结果表明,在3.4~4.0 GHz频段内,当输入功率为-10 dBm时,输出功率为26.2~26.7 dBm,功率附加效率为53.3%~60.7%,功率增益为36.2~36.7 dB。在3.7 GHz频点,输出功率为24.5 dBm,三阶互调失真小于-30 dBc;9 dB峰均比、40 MHz正交频分多路复用的64-QAM调制信号激励下,平均输出功率及对应的功率附加效率分别为20.5 dBm和28%,实现了-30 dBc的邻道功率比及5.5%的误差向量幅度。 展开更多

关键词 连续F类 三阶互调抵消 全数字发射机 砷化镓

原文传递

GaN功率放大器MMIC的近结区热阻解析模型

18

作者 郜佳佳 游恒果 +1 位作者 李静强 舒国富 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期380-387,共8页

GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC)的热积累问题是制约其进一步高度集成和大功率化应用的主要技术瓶颈,针对该散热问题,提出了GaN功率放大器MMIC的近结区热阻解析模型。在简单多层叠加的热阻解析模型的基础上,细化至芯片的近结区域,... GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC)的热积累问题是制约其进一步高度集成和大功率化应用的主要技术瓶颈,针对该散热问题,提出了GaN功率放大器MMIC的近结区热阻解析模型。在简单多层叠加的热阻解析模型的基础上,细化至芯片的近结区域,引入了位置矫正因子矩阵和耦合系数矩阵,并通过加栅窗的方式建立了芯片近结区的热阻解析模型。该模型考虑了GaN功率放大器MMIC的特点以及衬底的晶格热效应,可以更准确地表征芯片结温。采用红外热成像仪对6种GaN功率放大器MMIC在不同工作条件下进行了热测试,对比仿真和测试结果发现,解析模型的结温预测误差在10%以内,说明该模型可以准确地表征GaN功率放大器MMIC的热特性,进而用于优化和指导电路拓扑设计。 展开更多

关键词 GaN功率放大器 单片微波集成电路(MMIC) 近结区 热阻解析模型 红外热成像 热特性

原文传递

热管理用3英寸硅衬底金刚石薄膜的制备

19

作者 杨志亮 杨鏊 +6 位作者 刘鹏 陈良贤 安康 魏俊俊 刘金龙 吴立枢 李成明 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期283-290,共8页

金刚石膜材料用作GaN电子器件散热器具有巨大潜力,低应力、大尺寸、高质量、原子级光滑表面的金刚石膜层是GaN器件的整体传热能力提升的关键。本研究提出了一种用于3英寸(1英寸=2.54 cm)硅衬底多晶金刚石薄膜的生长和晶圆级抛光技术,用... 金刚石膜材料用作GaN电子器件散热器具有巨大潜力,低应力、大尺寸、高质量、原子级光滑表面的金刚石膜层是GaN器件的整体传热能力提升的关键。本研究提出了一种用于3英寸(1英寸=2.54 cm)硅衬底多晶金刚石薄膜的生长和晶圆级抛光技术,用以实现大尺寸金刚石膜材料在散热器方向上的应用。首先对微波谐振腔内的等离子体进行多物理场自洽建模,通过仿真模拟技术分析2.45 GHz多模椭球谐振腔微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)装置沉积大尺寸金刚石薄膜的可行性,并优化生长工艺参数。然后对金刚石薄膜进行研磨抛光处理,以满足GaN器件的键合需求。模拟结果表明,输入相同的微波功率,腔室压强增大导致等离子核心电子和原子H数密度增加,但径向分布均匀性变差。在优化的工艺条件下沉积了金刚薄膜。实验结果表明,金刚石薄膜厚度不均匀性为17%。较高的甲烷浓度导致金刚石晶粒呈现以(111)晶面为主的金字塔形貌特征,并伴有孪晶的生成。Raman光谱中金刚石一阶特征峰半峰全宽(Full width at half maximum,FWHM)为7.4 cm^(−1)。抛光后表面粗糙度达到0.27 nm,硅衬底金刚石薄膜平均弯曲度为13.84μm,平均内应力为−40.7 MPa。采用上述方法,成功制备了大尺寸、较高晶体质量、低内应力、原子级光滑表面的硅衬底金刚石晶圆。 展开更多

关键词 金刚石薄膜 MPCVD 晶圆级抛光

下载PDF 职称材料

压电AlN MEMS的新进展

20

作者 赵正平 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期1-25,共25页

Si基微电子机械系统(MEMS)经过三十余年的发展已进入智能微系统的发展阶段,已成为当今MEMS技术创新发展的主流。当今半导体材料技术的科研已进入超宽禁带半导体的探索开发阶段,超宽禁带半导体AlN不但在功率电子学有较好的前景,而且AlN... Si基微电子机械系统(MEMS)经过三十余年的发展已进入智能微系统的发展阶段,已成为当今MEMS技术创新发展的主流。当今半导体材料技术的科研已进入超宽禁带半导体的探索开发阶段,超宽禁带半导体AlN不但在功率电子学有较好的前景,而且AlN薄膜具有较好的压电性能,与CMOS工艺相兼容,压电AlN MEMS首先在手机应用的射频谐振器、滤波器方面取得突破,实现量产,近年来压电AlN MEMS已成为MEMS技术创新发展的热点。介绍了压电AlN MEMS在掺杂薄膜材料制备、新器件结构设计、新工艺、可靠性和应用创新等方面的最新进展,包含掺钪AlN薄膜研制、AlN薄膜多层结构、AlScN薄膜性能、AlN薄膜制备;体声波(BAW)谐振器与固体安装谐振器(SMR)、薄膜体声波谐振器(FBAR)和薄膜压电MEMS、轮廓模式谐振器(即兰姆波谐振器)、混合谐振器、AlN压电微机械超声换能器(PMUT)等结构创新;有利于CMOS集成,批量高可靠,压电AlN薄膜的晶圆量产,AlScN器件工艺优化;AlN MEMS热疲劳和抗辐照;谐振器与滤波器、能量收集器、物质和生物传感与检测、指纹传感器、图像器和麦克风、通信、微镜传感、柔性传感等方面研究成果。分析和评价了压电AlN MEMS关键技术进步和发展态势。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) ALN 掺钪AlN薄膜 薄膜体声波谐振器(FBAR) 轮廓模式谐振器 压电微机械超声换能器(PMUT)

原文传递