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编译服务: 集成电路 编译者: Lightfeng 编译时间: Apr 14, 2019 浏 览 量: 4

美国加利福尼亚大学分校(UCSB)报告了第一个射频氮极性GaN-on-GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管(MISHEMT)。使用GaN衬底能够降低位错密度,使在AB模式放大中使用的晶体管典型的低电荷密度下的载流子散射最小化。

N极取向反转了Ga极性结构,特别使移动电荷的沟道层由背势垒而不是顶部势垒引发。N极设备往往具有更高的功率输出,但效率降低。器件的外延结构通过等离子体辅助分子束外延(PAMBE)在轴上半绝缘体GaN上生长。阻挡层由10nm的1nm / 2nm AlN / GaN超晶格组成,并用2nm的AlN覆盖。该结构在20nm UID GaN沟道层中感应出二维电子气。2nm AlN层减少了阻挡界面散射。外延材料用1nm / 1nm AlN / GaN完成。

当沟道载流子密度低时,AB模式放大使晶体管偏向夹断。AB操作降低了耗散损耗,并且当偏置朝向B模式而不是A模式的折衷结束时获得更高的效率,即所谓的“深度”AB偏置。在N极装置中,这种偏置遭受电子迁移率的降低,这显然是由于从背势垒散射而产生的。相比之下,在Ga极性器件中,深AB偏置将电子推离顶部屏障界面。

进行4GHz的负载牵引测量以评估大信号性能。使用AB类偏置,漏极电流为270mA / mm,约为最大值的四分之一(-6V VGS,5V VDQ,Q)。这种优化的功率附加效率在4GHz时与增益进行权衡。输出功率密度达到0.56W / mm。最大PAE为24%。

研究人员希望在缩放和优化设备中实现深度AB偏置。例如,需要增加~15V的栅极-漏极击穿电压,以便在低电荷密度下增加增益和PAE。

  
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