AlGaN-GaN HEMT功率器件測(cè)試及封裝技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái),隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛快發(fā)展,以及材料生長(zhǎng)技術(shù)的突破,氮化鎵(GaN)作為第三代半導(dǎo)體,已逐漸顯示出其優(yōu)勢(shì),二維電子氣密度大和飽和電子遷移率高等,基于氮化鎵(GaN)的研究也越來(lái)越多。在通信、雷達(dá)等微波領(lǐng)域,對(duì)微波功率器件的性能要求也越來(lái)越高,基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)的微波功率器件正在成為研究熱點(diǎn)。
　　 本文就是在此研究背景下對(duì)AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)微波功率器件的材料制備以及器件工藝進(jìn)行了闡述,對(duì)GaN功率器

2、件的基本特性,包括:直流特性,電流崩塌,擊穿電壓等進(jìn)行了分析和表征。在此基礎(chǔ)上著重對(duì)氮化鎵(GaN)功率器件的微波特性測(cè)試進(jìn)行了介紹,這其中包括:在片測(cè)試、分離器件測(cè)試、小信號(hào)測(cè)試、大信號(hào)測(cè)試、負(fù)載牽引(Load Pull)測(cè)試等,從測(cè)試原理,測(cè)試方案,到測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。由于分離器件的小信號(hào)測(cè)試和大信號(hào)測(cè)試并沒(méi)有可以直接采用的定制方案,所以本文設(shè)計(jì)了用于3.7-4.2GHz的測(cè)試夾具。雖然采用SOLT同軸校準(zhǔn)測(cè)試簡(jiǎn)單,但是隨著

3、頻率的逐漸提高,測(cè)試夾具的影響已經(jīng)不能忽略,所以本文考慮利用TRL校準(zhǔn)方法。根據(jù)矢網(wǎng)的誤差模型,設(shè)計(jì)了0-6GHz的TRL校準(zhǔn)件,包括:直通(Thru)、短路(Short)、斷路(Open)、負(fù)載(Load)、延遲線(Delay Line)。利用此校準(zhǔn)件對(duì)GaN HEMT9mm器件進(jìn)行了TRL校準(zhǔn)測(cè)試,增益S21為7.4dB,比同軸校準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果6.6dB要高。可以發(fā)現(xiàn)在4GHz時(shí)TRL校準(zhǔn)測(cè)試消除了一部分夾具損耗,且對(duì)直通件進(jìn)行評(píng)估發(fā)現(xiàn)