GaN基MMIC放大器設(shè)計(jì).pdf

1、微波功率放大器作為微波射頻系統(tǒng)的核心部件在空間、雷達(dá)、基站等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用。然而以Si為代表的第一代半導(dǎo)體材料和以GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體材料制作的微波功率器件受到材料本身的限制并不能夠滿足在這些領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，作為第三代半導(dǎo)體材料的GaN材料具有寬達(dá)約3.4eV的禁帶寬度，利用其材料所制作的功率器件具備高擊穿電壓、高功率輸出密度、高頻工作、抗輻照等優(yōu)點(diǎn)，因此GaN材料被認(rèn)為具有廣闊市場(chǎng)應(yīng)用前景。單片微波集成電路作為一種電路

2、形式具有體積小、質(zhì)量輕、高可靠性等突出優(yōu)點(diǎn)，所以單片形式的GaN微波功放集聚了各種優(yōu)點(diǎn)，在軍事以及商業(yè)應(yīng)用上具有廣大的潛在市場(chǎng)。本文依托于實(shí)驗(yàn)室的工藝條件和技術(shù)積累，以GaN MMIC為目標(biāo)展開了以下幾個(gè)方面的研究：
　　1.基于西安電子科技大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成熟的AlGaN/GaN HEMT制作技術(shù)，開發(fā)出與現(xiàn)有的GaN HEMT制作流程相兼容的GaN MMIC放大器制作流程。主要在原有的HEMT制作流程基礎(chǔ)之

3、上，穿插了金屬-絕緣介質(zhì)-金屬電容、螺旋微帶線電感以及CrNi薄膜電阻的制作工序。
　　2.針對(duì)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)建模的需要，提出了適合于實(shí)驗(yàn)室工藝條件和高頻應(yīng)用的TRL去嵌入方案，利用HFSS電磁仿真軟件設(shè)計(jì)了TRL去嵌入的結(jié)構(gòu)尺寸，并且繪制了TRL去嵌入的流片版圖。
　　3.建立了MMIC電路設(shè)計(jì)中需要使用到的無源器件（MIM電容、螺旋電感、NiCr薄膜電阻）的等效電路伸縮模型，使得MMIC電路設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確與快速。