检索结果-内蒙古大学图书馆

固体电子学研究与进展 2023年第1期43卷 21-26页

作者：彭晨睿郭润楠陶洪琪余旭明南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

提出了一种毫米波Doherty放大器一体化匹配网络的设计方法。该匹配网络将功率合成、阻抗变换和相位调节功能一体化,结合兰格耦合器,去除了传统Doherty功放结构中输出和输入四分之一波长线。采用0.15μm GaN工艺研制了一款Doherty放大器M... 详细信息

提出了一种毫米波Doherty放大器一体化匹配网络的设计方法。该匹配网络将功率合成、阻抗变换和相位调节功能一体化,结合兰格耦合器,去除了传统Doherty功放结构中输出和输入四分之一波长线。采用0.15μm GaN工艺研制了一款Doherty放大器MMIC。连续波测试条件下,此放大器在38~42 GHz频段内,饱和功率达到40 dBm,饱和PAE大于24%,6 dB输出功率回退PAE达到16%。在中心频率40 GHz、20 MHz双音间隔测试条件下,输出功率回退3 dB时,放大器的三阶交调失真IMD3小于-21 dBc。

关键词： Doherty功率放大器单片微波集成电路氮化镓负载调制

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大尺寸GaN微波材料范德瓦耳斯外延机理及应力调控研究

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人工晶体学报 2024年第2期53卷 252-257页

作者：李传皓李忠辉彭大青张东国杨乾坤罗伟科南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016 中国电科碳基电子重点实验室南京210016

本文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,以少层氮化硼(BN)作为插入层在4英寸蓝宝石衬底上开展范德瓦耳斯异质外延GaN微波材料的生长机理及应力调控方面的研究,探讨了AlN成核工艺对GaN缓冲层生长机制的影响,以及与材料晶体质量、应力... 详细信息

本文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,以少层氮化硼(BN)作为插入层在4英寸蓝宝石衬底上开展范德瓦耳斯异质外延GaN微波材料的生长机理及应力调控方面的研究,探讨了AlN成核工艺对GaN缓冲层生长机制的影响,以及与材料晶体质量、应力及电学性能等之间的关联。提出了一种基于AlN/AlGaN复合成核技术的应力调控方案,首次实现了大尺寸范德瓦耳斯(vdW)异质外延材料应力的有效管控,研制的GaN微波材料的弯曲度(Bow)为+20.4μm,(002)/(102)面半峰全宽为471.6/933.5 arcsec,表面均方根粗糙度为0.52 nm,电子迁移率达到2000 cm^(2)/(V·s)。最后,基于机械剥离实现了大尺寸晶圆级GaN微波材料与蓝宝石衬底的分离,为高导热衬底转移提供便利,为大功率射频器件的制作创造条件。

关键词：范德瓦耳斯异质外延金属有机化学气相沉积 GaN微波材料少层BN 应力调控

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1400 V/240 mΩ增强型硅基p-GaN栅结构AlGaN/GaN HEMT器件

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固体电子学研究与进展 2023年第1期43卷 11-15,45页

作者：潘传奇王登贵周建军胡壮壮郁鑫鑫李忠辉陈堂胜微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016 南京电子器件研究所南京210016

基于硅基p-GaN/AlGaN/GaN异质结材料结构,研制了一款横向结构的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件。通过采用自对准栅刻蚀与损伤修复技术以及低温无金欧姆合金工艺实现了较低的导通电阻,并借助于叠层介质钝化和多场板峰值... 详细信息

基于硅基p-GaN/AlGaN/GaN异质结材料结构,研制了一款横向结构的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件。通过采用自对准栅刻蚀与损伤修复技术以及低温无金欧姆合金工艺实现了较低的导通电阻,并借助于叠层介质钝化和多场板峰值抑制技术提升了器件的击穿特性。测试结果表明,所研制GaN器件的阈值电压为1.95 V(V_(GS)=V_(DS),IDS=0.01 mA/mm),导通电阻为240 mΩ(V_(GS)=6 V,V_(DS)=0.5 V),击穿电压高于1400 V(V_(GS)=0 V,IDS=1μA/mm),彰显了硅基p-GaN栅结构AlGaN/GaN HEMT器件在1200 V等级高压应用领域的潜力。

关键词： GaN HEMT 增强型 p-GaN栅击穿电压导通电阻

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星载高可靠性Ku波段GaN功率放大器芯片

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固体电子学研究与进展 2023年第1期43卷 16-20页

作者：肖玮金辉余旭明陶洪琪南京电子器件研究所南京210016 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

基于星载高可靠性的应用背景,采用0.20μm GaN HEMT工艺研制了一款12 V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法,确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaN HEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗,设计了一... 详细信息

基于星载高可靠性的应用背景,采用0.20μm GaN HEMT工艺研制了一款12 V工作电压的Ku频段功率放大器芯片。利用电热结合的分析方法,确定了管芯结构及工作电压。基于Load-pull测试获得GaN HEMT管芯的最佳输出功率和最佳效率阻抗,设计了一种带谐波匹配的高效率输出匹配电路,并通过引入有耗匹配,研制出了低压稳定的级间匹配电路。芯片面积为2.8 mm×2.6 mm,管芯漏极动态电压仿真峰值低于30 V,实测结温小于80℃,满足宇航Ⅰ级降额要求。功率放大器在17.5~18.0 GHz、漏压12 V(连续波)条件下,典型饱和输出功率2.5 W,附加效率38%,功率增益大于20 dB,线性增益大于27 dB,满足星载高效率要求。

关键词： GaN Ku波段功率放大器高可靠性低压稳定

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GaN HFET中的能带峰势垒和跨导崩塌

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固体电子学研究与进展 2022年第3期42卷 163-169页

作者：薛舫时杨乃彬陈堂胜南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

考虑大沟道电流下外沟道局域电子气慢输运行为破坏沟道电中性,诱生空间电荷导致的能带峰势垒,提出了新的跨导崩塌模型。详细计算了不同栅压和不同沟道电流密度、即不同空间电荷密度下的场效应管能带。引入新的能带峰势垒和沟道电子跨越... 详细信息

考虑大沟道电流下外沟道局域电子气慢输运行为破坏沟道电中性,诱生空间电荷导致的能带峰势垒,提出了新的跨导崩塌模型。详细计算了不同栅压和不同沟道电流密度、即不同空间电荷密度下的场效应管能带。引入新的能带峰势垒和沟道电子跨越势垒的动态模型,解释了沟道打开过程中源电阻增大、沟道电子平均速度下降、大沟道电流下跨导下降等各类跨导崩塌行为,解释了场效应管沟道电子速度远低于异质结材料的缘由。运用沟道打开时的异质结充电和大沟道电流激励下空间电荷触发的能带峰势垒模型解释了跨导钟形曲线上升段中的电流崩塌和下降段中的跨导崩塌。深入研究了陷阱和局域电子气的相互作用,解释了可靠性加速寿命试验中的跨导曲线变化。沟道夹断的强负栅压应力产生内沟道逆压电缺陷,减弱栅电压对内沟道电子气的控制和沟道打开时跨导的上升斜率。沟道打开后的大电流应力使局域电子气与晶格碰撞产生热电子缺陷和空间电荷,抬高能带峰势垒引发外沟道堵塞,降低沟道电流,导致阈值电压正移。这一研究证明在场效应管直流和射频工作中的器件性能退化都是由陷阱同局域电子气相互作用产生的,开创了优化设计异质结能带来提高场效应管可靠性的新途径。最后讨论大沟道电流下能带峰势垒引发的外沟道堵塞和跨导崩塌在场效应管研发中的重要作用,提出了在空间电荷区上方设置专用的异质结鳍来平衡内、外沟道能带,解开场效应管中的电流崩塌、跨导崩塌、线性、器件性能退化及3 mm高频工作等难点。

关键词：跨导崩塌能带峰势垒能带畸变局域电子气陷阱和局域电子气的相互作用沟道电子的速-场特性钟形跨导曲线异质结鳍

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基于InPHBT工艺的宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC设计

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固体电子学研究与进展 2022年第1期42卷 16-21页

作者：曹军刘尧潘晓枫程伟南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

基于NEDI 0.7μm InP HBT工艺,设计了一种宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC,输出频率范围覆盖DC-100 GHz,最大倍频次数高达60。梳谱发生器由40级非线性传输线单元级联构成,每个非线性单元由高阻微带线以及基极-集电极短接的晶体管组成。... 详细信息

基于NEDI 0.7μm InP HBT工艺,设计了一种宽带非线性传输线梳谱发生器MMIC,输出频率范围覆盖DC-100 GHz,最大倍频次数高达60。梳谱发生器由40级非线性传输线单元级联构成,每个非线性单元由高阻微带线以及基极-集电极短接的晶体管组成。在一定功率的正弦波或方波信号驱动条件下,芯片输出端可以得到系列高次脉冲信号。测试结果显示,常温状态下,当输入功率为23 dBm、频率为1 GHz的正弦波信号时,十次谐波输出功率为-17 dBm、三十次谐波输出功率为-28 dBm、五十次谐波输出功率为-34 dBm、六十次谐波输出功率为-36 dBm、一百次谐波输出功率为-44 dBm。

关键词：磷化铟非线性传输线梳谱发生器MMIC 脉冲信号

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X波段20 W高效率负载调制平衡放大器MMIC

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固体电子学研究与进展 2022年第1期42卷 5-9,21页

作者：印政陶洪琪南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺的8~12 GHz高效率负载调制平衡放大器(Load-modulated balanced amplifier,LMBA)。高峰均比信号传输场景中,功率放大器的效率性能会在输出功率回退区间内急剧恶化。基于LMBA技术,结合有源负载调制与... 详细信息

报道了一款采用0.25μm GaN HEMT工艺的8~12 GHz高效率负载调制平衡放大器(Load-modulated balanced amplifier,LMBA)。高峰均比信号传输场景中,功率放大器的效率性能会在输出功率回退区间内急剧恶化。基于LMBA技术,结合有源负载调制与预匹配输出结构,有效提高了功放在输出功率回退区间的效率。在连续波测试条件下,该芯片在8~12 GHz频段内,饱和输出功率为43.2~43.8 dBm,饱和效率为50.5%~55.7%。饱和输出功率回退6 dB时,效率为40.2%~44.5%,相较于归一化理想B类功率放大器具有15%~17%的效率提升。

关键词：负载调制单片微波集成电路氮化镓高效率

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正晶向SiC衬底上表面光滑的N极性GaN薄膜材料的生长

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固体电子学研究与进展 2022年第2期42卷 150-156页

作者：沈睿李传皓李忠辉彭大青张东国杨乾坤罗伟科南京电子器件研究所微波毫米波单片集成电路与模块技术重点实验室南京210016

采用MOCVD技术在101.6 mm(4英寸)正晶向半绝缘C面SiC衬底上生长了厚度为1μm的GaN缓冲层。通过深入研究不同AlN成核层上生长的GaN缓冲层的性质,揭示了正晶向SiC衬底上氮极性GaN的生长机制,发现成核层表面AlN岛的密度是决定缓冲层表面形... 详细信息

采用MOCVD技术在101.6 mm(4英寸)正晶向半绝缘C面SiC衬底上生长了厚度为1μm的GaN缓冲层。通过深入研究不同AlN成核层上生长的GaN缓冲层的性质,揭示了正晶向SiC衬底上氮极性GaN的生长机制,发现成核层表面AlN岛的密度是决定缓冲层表面形貌的重要参数,对后续GaN的成核以及GaN岛间的合并具有显著影响。通过在AlN成核层外延期间引入N2作为载气并且以脉冲方式供应铝源,研制的成核层表面成核岛尺寸小且致密性高,有利于促进GaN成核岛之间的横向合并,并抑制GaN缓冲层的岛状生长模式,从而获得了表面光滑的N极性GaN薄膜材料,原子力显微镜20μm×20μm扫描范围下的均方根(rms)粗糙度值为1.5 nm。此外,在表面平滑的GaN薄膜上生长的GaN/AlGaN异质结的电子输运特性也同步得到提升,这有利于N极性GaN材料的微波应用。

关键词： N极性GaN MOCVD AlN成核层正晶向SiC衬底微波应用

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截止频率0.8 THz的GaN肖特基二极管及其设计

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固体电子学研究与进展 2022年第1期42卷 10-15页

作者：代鲲鹏张凯李传皓范道雨步绍姜吴少兵林罡陈堂胜南京电子器件研究所南京210016 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

通过设计圆形阳极以及相同面积不同周长的指形阳极,研究了不同阳极周长面积比对太赫兹频段内GaN肖特基二极管串联电阻的影响。在阳极面积分别为7.1、12.6、19.6μm^(2)时,采用圆形阳极的二极管串联电阻分别为14、11、6Ω。相同面积下采... 详细信息

通过设计圆形阳极以及相同面积不同周长的指形阳极,研究了不同阳极周长面积比对太赫兹频段内GaN肖特基二极管串联电阻的影响。在阳极面积分别为7.1、12.6、19.6μm^(2)时,采用圆形阳极的二极管串联电阻分别为14、11、6Ω。相同面积下采用指形阳极的二极管串联电阻分别为6.0、4.4、3.3Ω,截止频率达804、753、791GHz,截止频率分别提升了27%、35%、25%。结果表明,适当提升肖特基二极管阳极的周长面积比能降低串联电阻,提高二极管的截止频率。

关键词： GaN 肖特基二极管太赫兹周长面积比指形阳极

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分子束外延GaAs基M-HEMT与Si基HEMT材料研究

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固体电子学研究与进展 2022年第3期42卷 230-233,238页

作者：马奔沈逸凡王伟于海龙尹志军高汉超李忠辉微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016

在GaAs基渐变缓冲层高迁移率晶体管(M-HEMT)器件中,二维电子气的输运性能对器件性能有决定性作用。系统研究了GaAs M-HEMT材料中不同In组分沟道和生长温度对沟道电子迁移率和薄层电子浓度的影响。结果表明,沟道In组分为0.65时,材料电学... 详细信息

在GaAs基渐变缓冲层高迁移率晶体管(M-HEMT)器件中,二维电子气的输运性能对器件性能有决定性作用。系统研究了GaAs M-HEMT材料中不同In组分沟道和生长温度对沟道电子迁移率和薄层电子浓度的影响。结果表明,沟道In组分为0.65时,材料电学性能最好;提高生长温度能有效提高材料的迁移率。为了后续将Si CMOS技术与HEMT材料结合实现高集成度应用,将M-HEMT结构外延在硅衬底上并得到了初步的研究结果,室温下电子迁移率为3300 cm^(2)/(V·s),薄层电子浓度为4.5×10^(12)cm^(-2)。

关键词： HEMT 二维电子气 Si基

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