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与传统半导体器件GaAs和GaN HEMTs相比,InAs/AlSb HEMTs作为典型的锑基化合物半导体(ABCS)器件具备更高的电子迁移率和电子饱和漂移速度,在高速、低功耗、低噪声等应用方面拥有良好的发展前景。特别在深空探测方面,InAs/AlSb HEMTs作为深空探测的低噪声放大器(LNA)的候选核心器件具有无可比拟的优势。因此,本文针对InAs/AlSb HEMTs器件开展了系统研究,在器件特性研究、模型建立、电路设计及制备工艺等方面进行了较为深入的探讨,填补了我国在该领域的空白。对InAs/AlSb HEMTs器件结构及工作机理进行了分析,并对器件特性进行了研究,发现由于窄带隙及Ⅱ类能带交错结构的影响, InAs/AlSb HEMTs存在较大栅极漏电流,同时碰撞离化效应对其直流和RF影响显著。在此基础上,研究了适用于InAs/AlSb HEMTs的小信号等效电路模型,并对传统模型参数提取方法做出改进。对InAs/AlSb HEMTs器件的噪声进行理论分析,建立了改进小信号噪声模型,引入ing和ind分别表示栅极热噪声和漏极热噪声,同时在栅极附加另外的一个噪声源ing,s来表征散粒噪声的影响。改进模型可以精确模拟InAs/AlSb HEMTs器件的碰撞离化效应和栅极漏电流特性对RF性能的影响,可以准确表征器件的S参数、Y参数、稳定性系数、电流增益,mason’s增益以及噪声系数等利用上述建模方法,对已发表论文中的InAs/AlSb HEMTs进行小信号噪声等效电路模型提取,并使用该模型完成Ku波段低噪声放大器(LNA)设计与仿真。该InAs/AlSb HEMTs LNA采用两级级联共源共栅源极电感负反馈结构实现,其中第一级主要着眼于低噪声的实现,第二级则用于提高增益。通过ADS软件中的数值优化插件进行宽频带内的匹配电路设计和优化,使得在工作频带内各频点的噪声、增益以及反射系数等性能得到均衡。仿真结果表明在12-18 GHz的宽频带范围内,LNA增益大于15 dB,增益平坦度小于±0.4dB,噪声系数小于1.5 dB,输入输出反射系数小于-10 dB,性能指标良好。对传统肖特基InAs/AlSb HEMTs的主要制备流程及台面隔离、源漏欧姆接触、栅槽刻蚀、肖特基栅接触等主要工艺细节进行了讨论,完成了一款栅宽为2x301μm、栅长为40nm的肖特基栅InAs/AlSb HEMTs的制备。测试结果表明该器件具备初步的直流特性,这是国内首次对该方面进行报道,填补了国内InAs/AlSb HEMTs成品的空白。提出使用InAs/AlSb MOS HEMTs替代肖特基InAs/AlSb HEMTs的方法以便改善栅极漏电性能,使用high-k MOS电容结构隔离栅替代传统肖特基栅。为了单独分析栅性能,对HfO2/InAlAs MOS电容进行制备,与传统肖特基金属半导体接触相比,测试结果表明其漏电特性得到明显改进,漏电流密度可控制在10-5Acm-2数量级以内。同时完成漏电机制分析,结果表明低压区以热电子发射机制为主,而在高压区则以F-N隧穿机制为主。对该HfO2/InAlAs MOS电容作为隔离栅的InAs/AlSb MOS HEMTs器件进行ISE仿真,仿真结果表明其栅控能力相对于传统肖特基InAs/AlSb HEMTs稍有下降,但其主要DC和RF性能基本不受影响。这为后续InAs/AlSb MOS-HEMTs的制备和应用提供了可靠的理论依据。