双层InGaAs沟道InP HEMT

2023年12月13日发(作者：哈佛大学入学要求)

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第２９卷第１期　电子器件　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ＪｏｕｒｍＩ　Ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｎ　ｉ嘲　ｖ０１．２９　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２００６　２００６年３月　Ｄｏｕｂｌｅ　ＩｎＧａＡｓ　Ｃｈａｎｎｅｌ　ＨＥＭＴ　ｏｎ　ＩｎＰ　ⅥＮ　Ｊｕｎ－ｊｉａｎ，ＣＨＥＮ　Ｌｉ－ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｎｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｈａｌ—ｙｉｎｇ，ＬＩＵ　Ｘｕｎ－ｃｈｕｎ，ＮＩＵ　Ｊｉｅ－ｂｉｎ　（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ・ＴｈｅＣｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ。Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２９。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｐｏｒｔｓ　ａ　ｎｅｗ　ｈＰＬｂａｓｅｄ　ＨＥＭＴ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｈａｎｎｅｌ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　Ｇａｏ．４７　Ａｓ．Ｔｈｉｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃａｎ　ａｖａｉｌａｂｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍｏｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｉｎｏ．８０　Ｇａｏ．２０　Ａｓ　ａｎｄ　Ｉｎｏ５３　．ｃｈａｎｎｅｌｓ　ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＩｎＰ　ＨＥＭＴ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｃｕｔ－ｏｆｆ　ｆｒｅ－　ｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ＤＣ　ｏｕｔｐｕｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ＨＥＭＴｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｔｈｉｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｔｈｅ　ＨＥＭＴｓ　ｗｉｔｈ　０．３５　ｍ　ｇａｔｅ－ｌｅｎｇｔｈ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａ　ｈｉｇｈ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｕｔ－ｏｆｆ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　１２０　ＧＨｚ・ａｎｄ　ａ　ｈｉｇｈ　ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　７９０　ｍＡ／ｍｍ，ａ　１／＂１８ｌｘｉｍｕｍ　ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ　ｏｆ　１　０５０　ｍＳ／ｒａｍ．Ｔｈｅｓｅ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｌｓｏ　ｇｅｔ　ａ　ｇａｔｅ－ｔｏ－ｄｒａｉｎ（ｏｎ－　ｓｔａｔｅ）ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　５　Ｖ（３．２　Ｖ）．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＥＭＴ；ＩｎＰ；ｄｏｕｂｌｅ　ｃｈａｎｎｅｌ；ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｅ］巳　ＣＣ：１３５０Ｆ；２５６０Ｓ　双层ＩｎＧａＡｓ沟道ｌｎＰ　ＨＥＭＴ　尹军舰，陈立强，汪　宁，张海英，刘训春，牛洁斌　（中国科学院微电子研究所。北京１０００２９）　摘　要：阐述了一种新型的Ｉｍ８ｏＧ　ｚ。Ａｓ／ｈｈ　ｓａＧ　・７Ａｓ双沟道ＩｎＰ　ＨＥＭＴ结构。采用这种双沟道结构能够有效地提高沟　道中电子的迁移率，减小碰撞电离对ＨＥＭＴ性能的影响Ｉ从而既显著提高了ＨＥＭＴ的截止频率，又可获得很高的直流输出　电流．０．３５　ｔａｎ栅长ＨＥＭＴ器件的电流增益截止频率达到１２０　ＧＨｚ。饱和电流密度、跨导达到７９０　ｌ￣ＪＩＴＩｎｌ、１　０５０　ｍＳ／删ｎ，　栅极击穿电压和通态击穿电压分别为５　Ｖ和３．２　Ｖ。　关键词：ＨＥＭ＇Ｔ；ＩｎＰ，双沟道，迁移率　中围分类号：１［Ｔ　８６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５－９４９０（２００６）０１－００１５－０３　３３。　磷化铟（ＩｎＰ）高电子迁移率场效应晶体管　特性变差［（ＨＥＭＴ）在低噪声和微波频段表现出优异的性　另一种方法是采用双沟道结构。最常用的双沟　能［１Ｉ２］，这主要是由于其ＩｎＧａＡｓ沟道具有很高的电　子迁移率。随着沟道中Ｉｎ组分的增加，沟道中电子　道结构为ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ［４］，在Ｉｎｏ－５３Ｇａｏ．４７Ａｓ中碰撞　电离阈值为０．９２　ｅＶ，而在ＩｎＰ中为１．６９　ｅＶ，比　Ｉｎｏ　Ｇａｏ４７Ａｓ承受电场击穿的能力更强嘲。这种双　．的浓度、迁移率及沟道异质结界面导带差都会提高，　这有利于提高器件的截止频率和输出功率。然而　Ｉｎ组分增加的同时会加强沟道中的碰撞电离，导致　ＨＥＭＴ器件的漏极击穿电压降低，漏极跨导ｇｄＩ增　加，而这些将会使器件的功率输出特性恶化。　提高击穿电压的一种方法是降低沟道中Ｉｎ的　组分，然而降低Ｉｎ的组分会使ＨＥＭＴ器件的频率　收稿日期：２００５－０５－０８　沟道结构综合利用了ＩｎＧａＡｓ和ＩｎＰ材料的优点：　在低场强时，在上沟道（ＩｎＧａＡｓ）中电子具有很高的　迁移率，而在高场强时，下沟道（ＩｎＰ）具有高的击穿　电压和电子饱和漂移速度［６］。研究人员已经用这种　ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ双沟道ＨＥＭＴ器件研制出性能优良　的单片微波集成电路（ＭＭＩＣ）［７］。　基金项目：国家自然科学基金资助（６０２７６０２１）ｌ国家重点基础研究规划资助（Ｇ２００２ＣＢ３１１９０１）　作者简介：尹军舰（１９７４－）。男，硕士研究生，工学学士学位，从事ＩｎＰ基ＨＥＭＴ的研究，ｙｔｎｊｕｎｊｉａｎ＠ｉｍｅ．ａＧ　Ｃ３３ｔ　

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