带有原位生长SiNx绝缘层的AlN/GaN毫米波高效率MIS-HEMT器件

• Published in: 红外与毫米波学报 Vol. 42; no. 4; pp. 483 - 489
• Main Authors: 陈晓娟, 张一川, 张昇, 李艳奎, 牛洁斌, 黄森, 马晓华, 张进成, 魏珂
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安电子科技大学,陕西 西安 710071 2023; 中国科学院微电子研究所,北京 100029%中国科学院微电子研究所,北京 100029%西安电子科技大学,陕西 西安 710071
• Subjects: 低损耗; millimeter wave; low dispersion; 金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管; Ka波段; 低偏压; metal-insulator-semiconductor High Electron Mobility Transistors(MIS-HEMTs); AlN/GaN; low drain voltage
• ISSN: 1001-9014
• DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.04.009

O48; 本文采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长原位SiNx栅介质制备了用于Ka波段高功率毫米波应用的AlN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs).原位生长SiNx栅介质显著抑制了栅反向漏电、栅介质/AlN界面态密度和电流坍塌.所研制的MIS HEMTs在VGS= 2 V时最大饱和输出电流为2.2 A/mm,峰值跨导为509 mS/mm,在VGS =-30 V时肖特基栅漏电流为4.7×10-6 A/mm.采用0.15 μmT形栅技术,获得98 GHz的fT和165 GHz的fMAX.大信号测量表明,在连续波模式下,漏极电压VDS = 8 V时,MIS HEMT在40 GHz下输出功率密度2.3 W/mm,45.2%的功率附加效率(PAE),而当VDS增加到15 V时,功率密度提升到5.2 W/mm,PAE为42.2%.