近日,我所微波器件與集成電路研究室(四室)金智研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組成功研制出面向3毫米波段的InGaAs/InP雙異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管。
毫米波頻段是滿足日益強(qiáng)烈的高精度探測(cè)及高速率數(shù)據(jù)通信要求的關(guān)鍵資源。繼8毫米波段(26.5~40GHz)之后,3毫米波段(75~111GHz)成為世界各國(guó)高頻技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。基于固態(tài)半導(dǎo)體技術(shù)的毫米波單片集成電路(MMIC)由于具有體積小、重量輕、高性能及低成本等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。InP基異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管是實(shí)現(xiàn)3毫米波段MMIC應(yīng)用最主要的固態(tài)半導(dǎo)體器件,是國(guó)際工業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn);但由于其高技術(shù)門檻,所以目前只有美國(guó)和日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家掌握了相關(guān)工藝技術(shù)。
在金智研究員的帶領(lǐng)下,科研人員對(duì)InGaAs/InP雙異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(DHBT)進(jìn)行了深入的研究。在器件材料結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),采用較厚的集電極層以保證較高的擊穿電壓,采用InGaAs和雙層InGaAsP復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪裁設(shè)計(jì),極大地提高了DHBT器件的高頻性能;在工藝技術(shù)上,開發(fā)了HBT的鈍化和平坦化等關(guān)鍵技術(shù),有效提高了器件性能。在研究過程中,開發(fā)了全套的亞微米InGaAs/InP DHBT工藝,研制成功的DHBT器件擊穿電壓大于6V,最高電流增益截止頻率達(dá)到176GHz,最大振蕩頻率高達(dá)253GHz,均創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)記錄,并且滿足了進(jìn)行3毫米波段MMIC電路設(shè)計(jì)的要求。高性能DHBT器件的研制成功,對(duì)于推進(jìn)我國(guó)3毫米波段器件和電路的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。
此項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家科技部973項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院重要方向性項(xiàng)目的資助。
科研工作