14W X波段AlGaN HEMT功率MMIC要点.docx

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14WX波段AlGaNHEMT功率MMIC要点

第２９卷第６期半导

体

学

报

Ｖ０１．２９Ｎｏ．６

２００８年６月

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ

Ｊｕｎｅ，２００８

１４Ｗ

Ｘ—・Ｂａｎｄ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴ

Ｐｏｗｅｒ

ＭＭＩＣｓ

ＣｈｅｎＴａｎｇｓｈｅｎｇ’，ＺｈａｎｇＢｉｎ，ＲｅｎＣｈｕｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａ０

Ｇａｎｇ，

ＺｈｅｎｇＷｅｉｂｉｎ，ａｎｄＣｈｅｎＣｈｅｎ

（ＮａｔｉｏｎａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓａｎｄＭｏｄｕｌｅｓ，ＮａｎｆｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ

２１００１６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎＡｌＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｐｏｗｅｒＭＭＩＣ

ｏｎ

ＳＩ－ＳｉＣｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｅｓ－

ｅｎｔｅｄ．Ａｒｅｃｅｓｓｅｄ．ｇａｔｅａｎｄ

ａ

ｆｉｅｌｄ．ｐｌａｔｅ

ａｒｅ

ｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｅｖｉｃｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｏ

ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｓ．Ｓ．ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓｄｅｐｅｎｄｓｓｉｇｎｉｆｉ—ｃａｎｔｌｙｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ．ＨｉｇｈｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｉｓａｋｅｙｔｏｈｉｇｈｅｒｐｏｗｅｒｇａｉｎｆｏｒｔｈｅＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓ．Ｔｈｅ

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ２－ｓｔａｇｅｐｏｗｅｒＭＭＩＣｄｅｌｉｖｅｒｓ

ａｎ

ｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ

１０Ｗ

ｗｉｔｈｏｖｅｒ１２ｄＢｐｏｗｅｒ

ｇａｉｎ

ａｃｒｏｓｓ

ｔｈｅｂａｎｄｏｆ

９～１１ＧＨｚ

ａｔａ

ｄｒａｉｎｂｉａｓｏｆ３０Ｖ．Ｐｅａｋｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｉｎｓｉｄｅｔｈｅｂａｎｄｒｅａｃｈｅｓ

１４．７Ｗｗｉｔｈ

ａ

ｐｏｗｅｒｇａｉｎｏｆ１３．７ｄＢａｎｄ

ａ

ＰＡＥｏｆ

２３％．ＴｈｅＭＭＩＣｃｈｉｐｓｉｚｅｉｓｏｎｌｙ２．０ｍｍ×１．１ｒａｍ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｓｈｏｗｓｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｖｅｒｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｒｅｐｏｒｔｅｄＸ－ｂａｎｄ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｐｏｗｅｒＭＭＩＣｓｉｎｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｇａｔｅｗｉｄｔｈａｎｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｕｎｉｔｃｈｉｐｓｉｚｅ．

Ｋｅｙｗｏｌｄｓ：

Ｘ・ｂａｎｄ；ＡＩＧａＮ／ＧａＮ；ＨＥＭＴｓ；ＥＥＡＣＣ：

２５６０ＣＬＣ

ｎｕｍｂｅｒ：

ＴＮ３２５．３

Ｄｏｃｎｍｅｎｔｏｏｉｋ：

１Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

ｐｏｗｅｒ

ＭＭＩＣ

Ａ

Ａｒｔｉｃｌｅ

ＩＤ：

０２５３．４１７７（２００８）０６－１０２７－０４

ＡｌＧａＮ／ＧａＮ

ｈｉｇｈ

ｅｌｅｃｔｒｏｎ

ｍｏｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ

（ＨＥＭＴｓ）ａｒｅ

ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ

ｆｏｒ

ｎｅｘｔ

ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

ｈｉｇｈ

ｐｏｗｅｒａｎｄｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｕｅｔｏｔｈｅｅｘ－

ｃｅｌｌｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ｈｅｔｅｒｏ－

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｒｏｗｎ

ｏｎ

ＳＩ．ＳｉＣｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｋｅｙｆｅａｔｕｒｅｓ

ａｒｅ

ｔｈａｔ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｓ

ｃａｎ

ｄｅｌｉｖｅｒ

ｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ，ｏｐｅｒａｔｅ

ａｔ

ｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｓ，ａｎｄ

ｓｈｏｗ

ｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｉｍｐｅｄａｎｃｅ・ｗｈｉｃｈｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｈｉｇｈｅｒｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ

ｌｅｖｅｌ，ｈｉｇｈｅｒ

ｐｏｗｅｒ－ａｄｄｅｄ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，

ａｎｄ

ｗｉｄｅ．ｂａｎｄ

ｍａｔｃｈｉｎｇ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｐｏｗｅｒｍｏｎｏ－

ｌｉｔｈｉｃｍｉｃｒｏｗａｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ（ＭＭＩＣ）ａｒｅ

ａｌｌ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｋｉｎｄｏｆｓｏｌｉｄ．ｓｔａｔｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｄｕｅ

ｔｏ

ｔｈｅｉｒ

ｓｍａｌｌｅｒｓｉｚｅ，ｈｉｇｈｅｒｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ，ｈｉｇｈｅｒ

ｐｏｗｅｒｇａｉｎ，ａｎｄｈｉｇｈｅｒ

ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．ＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴＭＭＩＣｓｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｒａｐｉｄｌｙｇｒｏｗｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔ

ｉｎｔｈｅ

ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ０１￣４Ｊ．Ｕｓｕａｌｌｙ

ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［１’３’４］ａｎｄ

ｃｏｐｌａｎａｒ

ｗａｖｅ

ｇｕｉｄｅ（ＣＰＷ）

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃ２］ａｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｐｏｗｅｒＭＭＩＣｓ．Ｃｏｍ－ｐａｒｅｄ

ｗｉｔｈ

ＣＰＷｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，甜ＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴ

ＭＭＩＣｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＧａＡｓｐｏｗｅｒＭＭＩＣｓ。

ｈａｖｅｍｕｃｈｓｍａｌｌｅｒｃｈｉｐｓｉｚｅａｎｄｓｉｍｐｌｅｒＲＦｇｒｏｕｎｄ—ｉｎｇ

ｓｃｈｅｍｅｓ．Ｉｎ

ｔｈｉｓ

ｐａｐｅｒ，ａ

ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ

ｔｗｏ—ｓｔａｇｅ

ｈｉｇｈ．ｐｏｗｅｒＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴＭＭＩＣｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈａｔｏｐｅｒａｔｅｓｂｅｔｗｅｅｎ９．０

ａｎｄ１１．０ＧＨｚ

ｗｉｔｈｍｏｒｅ

ｔｈａｎ

ａ

１２ｄＢｐｏｗｅｒｇａｉｎ．ａｎｄｈａｓ

ａ

１４．７Ｗ

ｐｅａｋｐｕｌｓｅｄ

ｏｕｔｐｕｔ

ｐｏｗｅｔｉｎｓｉｄｅｔｈｅｂａｎｄａｎｄａ

ｃｈｉｐｓｉｚｅｏｆｏｎｌｙ

ｔＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：

ｃｈｅｎｔｓｈ＠ｖｉｐ．ｓｉｍｓ．ｏＤｍ

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ

１４

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００７，ｒｅｖｉｓｅｄｍａｎｕｓｃｒｉｐｔｒｅｃｅｉｖｅｄ

１１

Ｊａｎｕａｒｙ２００８

２．２ｒａｍ２．

２

ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆＡＩＧａＮ／

ＧａＮ

ＨＥＭＴｓ

ＴｈｅＭＭＩｃｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄｐｒｅｖｉｏｕｓ—

ｌｙＥ６・７１．ＴｈｅＡｌＧａＮ／ＧａＮｅｐｉｔａｘｉａｌｌａｙｅｒｓａｒｅ

ｇｒｏｗｎ

ｏｎＳＩ．ＳｉＣｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ａｒｅｃｅｓｓｅｄ．ｇａｔｅａｎｄａ

ｆｉｅｌｄ－ｐｌａｔｅ

ａｒｅ

ｕｓｅｄ

ｉｎＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｔｏ

ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｖｉｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｖｉａ．ｈｏｌｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇ

ｉｓ

ｒｅａｌｉｚｅｄ

ｕｓｉｎｇｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ．ｃｏｕｐｌｅｄ

ｐｌａｓｍａ（ＩＣＰ）ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎ

ｅｔｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅｇａｔｅｌｅｎｇｔｈｉｓ０．３５／Ｊ￡ｍａｎｄｔｈｅｆｉｅｌｄ－ｐｌａｔｅｉｓｃｈｏｓｅｎｔｏｂｅ０．５Ⅲ：

Ｉｌｔｏｂａｌａｎｃｅｔｈｅｐｏｗｅｒａｎｄｆｒｅ－

ｑｕｅｎｃｙ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｐｉｎｃｈ．ｏｆｆｖｏｌｔａｇｅ

ｏｆｔｈｅ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓｉｓａｂｏｕｔ一２．０Ｖ．ＴｈｅＳ．ｐａｒａｍｅ－

ｔｅｒ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄ

ｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅ

ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＡｌＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓ

ｗｉｔｈ

ａ

ｇａｔｅ．ｗｉｄｔｈｏｆ０．２ｍｍ．Ｆｉｇｕｒｅｓ１ａｎｄ２ｓｈｏｗｔｈｅ

３６０３４０３２０３００

世２８０

护２６０

２４０２２０２００１８０

Ｆｉｇ．１

Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ

Ｃｐｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅ

ａｔ

１０２８

半导体学报第２９卷

Ｆｉｇ．２Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ

Ｃ—ｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｔｅ

ｂｉａｓｅｓ

Ｆｉｇ．３Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ

ｆｔｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅ

ａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｔｅ

ｂｉａｓｅｓ

ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＣ挚ａｎｄＣｇｄｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅａｔ

ｄｉｆｆｅｒ－ｅｎｔ

ｇａｔｅｂｉａｓｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｓｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅｉｎｃｒｅａ－

ｓｅｓ，ＣｓｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙｂｕｔＣ簪ｉｎｃｒｅａｓｅｓｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｔｈｅｄｅｅｐｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈ．ｆｉｅｌｄｒｅｇｉｏｎｔｏｗａｒｄｔｈｅ

ｄｒａｉｎ

ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ

ｌｅａｄｓ

ｔｏ

ｔｈｅ

ｄｅｅｐ

ｄｅｃｒｅａｓｅ

ｏｆ

Ｃ∥８１．

Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｇａｉｎｃｕｔ．ｏｆｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

１１ａｎｄｍａｘｉｍｕｍｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｆ燃ｗｉｔｈ

ｄｒａｉｎ

ｖｏｌｔａｇｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｔｅｂｉａｓｅｓａｒｅ

ｇｉｖｅｎｉｎＦｉｇｓ．３ａｎｄ

４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｓｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｎｏｒｍａｌｇａｔｅｂｉａｓｏｆ

ａｂｏｕｔ一１．２Ｖ，ｆＴ

ｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｈｉｌｅｆ呲ｉｎｃｒｅａｓｅｓ

ｒａｐｉｄｌｙ．

Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅ

ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｅｒ．

ｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｈｉｇｈｅｒｏｐ－ｃｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ

ｉｓ

ａ

ｋｅｙ

ｔｏ

ｈｉｇｈｅｒ

ｐｏｗｅｒ

ｇａｉｎ

ｆｏｒ

舢ＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓ．８０７０

古６０

、罩５０

４０３０

ｖｏ

Ｆｉｇ．４Ｖａｒｉａｔｉｏｎ

ｏｆ，Ｍ＾】‘ｗｉｔｈｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅ

ａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇａｔｅ

ｂｉａｓｅｓ

Ｆｉｇ．５

Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｐｏｗ－

ｅｒ

ＭＭＩＣ

３Ｃｉｒｃｕｉｔ

ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴ

ｐｏｗｅｒ

ＭＭＩＣ

ＴｈｅＡｌＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｐｏｗｅｒＭＭＩＣｉＳｄｅ．

ｓｉｇｎｅｄｉｎｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｓａ

ｔｗｏ－ｓｔａｇｅａｍｐｌｉ．ｆｉｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

４ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｗｉｔｈ６

Ｘ１００ｔｌｍｇａｔｅｗｉｄｔｈ

ａｓ

ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｓｔａｇｅａｎｄ

ｏｎｅ

ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｗｉｔｈ８Ｘ１２５９ｍ

ｇａｔｅｗｉｄｔｈａｓ

ｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｆｉｇｕｒｅ５ｓｈｏｗｓｔｈｅ

ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ

ｏｆ

ｔｈｅ

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴ

ｐｏｗｅｒＭＭｌＣ．ＴｈｅｃｈｉｐｓｉｚｅｉＳｏｎｌｙ２．０ｍｍ×１．１ｍｍ．ＴｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｈｉｐｉＳ０．８ｍｍ．ＴｈｅＭＭＩＣｄｅ．ｓｉｇｎｉＳｂａｓｅｄ

ｏｎ

Ｓ．ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｌｏａｄ．

ｐｕｌｌ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ

ｏｆ

ｔｈｅ

ｕｎｉｔ

ｃｅｌｌ

ＡｌＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｓ．ＴｈｅｏｕｔｐｕｔｍａｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｉＳｏｐｔｉｍｉｚｅｄｆｏｒ

ｍａｘｉｍｕｍｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｉｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅｆｒｏｍ

８．５

ｔｏ

１１．５ＧＨｚ．Ｉｎｔｈｅｇａｔｅ

ｂｉａｓｎｅｔｗｏｒｋｓ．ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ

ａｒｅ

ｕｓｅｄ

ｔｏ

ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ．Ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ

ｉｎ

ｔｈｅ

ＭＭＩＣ

ａｒｅ

ｒｅａｌｉｚｅｄｕｓｉｎｇａｎ

ａｃｔｉｖｅｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｅｐｉｔａｘ．

ｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．

４Ｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ

ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＭＭＩＣｃｈｉｐｉＳａｔｔａｃｈｅｄｔｏ

ａ

ｃｏｐ．

ｐｅｒｃａｒｒｉｅｒ

ｆｏｒ

ＲＦｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ

ＣＷ

ｍｅａｓｕｒｅｄＳ．ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＸ．ｂａｎｄＭＭＩＣａｔ

ａ

ｄｒａｉｎｂｉａｓｏｆ１５ＶｉｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｉｎＦｉｇ．６．Ｐｏｗｅｒｐｅｒ．

ｆｏｒｍａｎｅｅｓ

ｏｆ

ｔｈｅ

ＭＭＩＣ

ａｒｅ

ｍｅａｓｕｒｅｄ

ｉｎ

ｐｕｌｓｅｄ．ｍｏｄｅ．Ｔｈｅｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈａｎｄｔｈｅｄｕｔｙｃｙｃｌｅ

ａｒｅ

１００Ｖｓ

∞

。

口

的

Ｆｍｑｕｅｎｅｙ／ＧＨｚ

Ｆｉｇ．６

ＣＷｍｅａｓｕｒｅｄＳ－ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＸ．ｂａｎｄＭＭＩＣ

ａｔａ

ｄｒａｉｎｂｉａｓｏｆ１５Ｖ

舵∞弘弘¨弛如捣拍Ｍ

Ｎｚｎｙ迁

第６期ＣｈｅｎＴａｎｇｓｈｅｎｇ

ｅｔ

ａ１．：

１４Ｗ

Ｘ－ＢａｎｄＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴＰｏｗｅｒＭＭＩＣｓ１０２９

Ｆｉｇ．７

Ｐｕｌｓｅｄｏｕｔｐｕｔ

ｐｏｗｅｒ

ａｓａ

ｆｕｎｃｔｉｏｎ

ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ａｔｄｉｆ－

ｆｅｒｅｎｔｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓａｎｄ

ａｄｒａｉｎｂｉａｓｏｆ３０Ｖ

Ｐ—ｔ＞４０ｄＢｍ

ａｃｒｏｓｓ

ｔｈｅｂａｎｄｏｆ９～１１ＧＨｚ

ａｎｄ

１０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｉｇｕｒｅ７ｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅ

ｐｕｌｓｅｄ

ｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ

ａｓ

ａ

ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒ．

ｅｎｔ

ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓｕｎｄｅｒ３０Ｖｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ．

ＴｈｅＸ．ｂａｎｄＭＭＩＣｄｅｌｉｖｅｒｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１０Ｗ

ｏｕｔｐｕｔ

ｐｏｗｅｒ

ａｃｒｏｓｓ

ｔｈｅｂａｎｄｏｆ９～１１ＧＨｚｗｈｅｎｔｈｅｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ

ｌｅｖｅｌｉｓ

２８ｄＢｍ．Ｔｈｅ

ＭＭＩＣｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ

ａ

ｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌｇａｉｎｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ１７．２ｄＢａｔ

ａｎ

ｉｎｐｕｔ

ｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌｏｆ１０ｄＢｍ

ｉｎｓｉｄｅ９～１１ＧＨｚ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ

ｗｉｔｈｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍＦｉｇ．６．ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＭＭＩＣｒｅ－

ｖｅａｌｓｈｉｇｈｅｒｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌｇａｉｎｉｎ

ｐｕｌｓｅｄ・・ｍｏｄｅｏｐｅｒａ・・

ｔｉｏｎ．ＰｕｌｓｅｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＸ．ｂａｎｄ

ＭＭＩＣ

ａｓａ

ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓ

ａ

１０．４ＧＨｚ

ｉｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｉｎＦｉｇ．８．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＭＭＩＣｅｘｈｉｂｉｔｓａ

ｍａｘｉｍｕｍｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ１４．７Ｗ

ａｎｄ

ａ

ｐｏｗｅｒｇａｉｎ

ｏｆ１３．７ｄＢａｔ

ａｎ

ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ

ｌｅｖｅｌ

ｏｆ２８ｄＢｍａｎｄａ

ｄｒａｉｎｖｏｌｔａｇｅｏｆ３０Ｖ．

Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔ

ｐｏｗｅｒ

ｌｅａｄｓｔｏ

ａｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ

ｏｆ

６．１Ｗ／ｍｍａｔｔｈｅＭＭＩＣｌｅｖｅｌａｎｄａ

ｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙｏｆ

７．６Ｗ／ｍｍ

ａｔ

ｔｈｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｌｅｖｅｌ。

ｗｈｉｃｈｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｏｆ

ｄｉｓｃｒｅｔｅＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓＬ６ｊ．Ｉｎｔｈｉｓ

ｃａｓｅ，ｔｈｅｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌｇａｉｎｉｓａｂｏｕｔ１８．５ｄＢ，ｔｈｅａｓｓｏｃｉ－ａｔｅｄｐｏｗｅｒ．ａｄｄｅｄ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＰＡＥ）ｉｓ２３％，ａｎｄｔｈｅ

ＭＭＩＣｉｓ

ａｔ

ａｂｏｕｔ５ｄＢｇａｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ

ｔｈｅ２．２ｍｍ２ｃｈｉｐｓｉｚｅ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｕｎｉｔｃｈｉｐｓｉｚｅｒｅａｃｈｅｓ６．６８

Ｗ／ｍｍ２．Ａ

ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｅｒｆｏｒｍ．ａｎｃｅｓ

ｏｆＸ—ｂａｎｄＡｌＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴＭＭＩＣｓｉｓｇｉｖｅｎ

ｉｎＴａｂｌｅ１．Ｔｈｉｓ

ｗｏｒｋ

ｓｈｏｗｓ

ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ

ｉｎｏｕｔｐｕｔ

Ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ／ｄＢｍ

Ｆｉｇ．８

ＰｕｌｓｅｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅＸ－ｂａｎｄＭＭＩＣ

ａｓ

ａ

ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌ

ａｔ

１０．４ＧＨｚａｎｄ

ａ

ｄｒａｉｎｖｏｌｔ・

ａｇｅｏｆ３０Ｖ

Ｐ。

２４１．７ｄＢｍ（１４．７Ｗ）

ｐｏｗｅｒｐｅｒｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｇａｔｅｗｉｄｔｈａｎｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｕｎｉｔｃｈｉｐｓｉｚｅ．

５Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ

ＡｎＡ１ＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｐｏｗｅｒＭＭＩＣｄｅｓｉｇｎｅｄ

ｉｎｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｎ

ＳＩ．．ＳｉＣｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｓｐｒｅｓｅｎ－－

ｔｅｄ．Ｔｈｅｃｈｉｐｓｉｚｅｉｓｏｎｌｙ２．０ｍｍ×１．１ｍｍ．Ｓ．ｐａｒａｍｅ．

ｔｅｒ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ

ｏｆｔｈｅ

Ａ１ＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓｄｅｐｅｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ

ｏｎ

ｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ．Ｈｉｇｈｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｉｓａ

ｋｅｙｔｏ

ｈｉｇｈｅｒｐｏｗｅｒｇａｉｎｆｏｒｔｈｅＡｌＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴｓ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｗｏ．ｓｔａｇｅＭＭｌＣｏｐｅｒａｔｅｓａｃｒｏｓｓ

ｔｈｅｂａｎｄ

ｏｆ９～１１ＧＨｚａｎｄｄｅｌｉｖｅｒｓａ

ｐｅａｋｐｕｌｓｅｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ

ｏｆ１４．７Ｗｗｉｔｈ

ａ

ｐｏｗｅｒｇａｉｎｏｆ１３．７ｄＢａｎｄ

ａ

ＰＡＥｏｆ

２３％ａｔ１０．４ＧＨｚａｎｄ３０Ｖｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ．Ｃｏｍ—

ｐａｒｅｄ

ｗｉｔｈ

ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ

ｒｅｐｏｒｔｅｄ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｏｆ

Ｘ．ｂａｎｄ

ＡｌＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴ

ｐｏｗｅｒ

ＭＭＩＣｓ，ｔｈｉｓｗｏｒｋｓｈｏｗｓ

ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｉｎｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｇａｔｅｗｉｄｔｈａｎｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｐｅｒｕｎｉｔｃｈｉｐｓｉｚｅ．

Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔｓ

Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｗｏｕｌｄｌｉｋｅｔｏｔｈａｎｋ

Ｐｒｏｆ．Ｗａｎｇ

ＸｉａｏｌｉａｎｇｆｒｏｍｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎ．

ｄｕｃｔｏｒｓ，Ｃ：

ｈｉｎｅｓｅ

Ａｃａｄｅｍｙ

ｏｆ

Ｓｃｉｅｎｃｅｓ

ｆｏｒ

ｓｕｐｐｏｒｔ

ｗｉｔｈ

ｔｈｅ

ＧａＮｅｐｉｔａｘｉａｌｗａｆｅｒｓ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈａｎｋｓ

ａｒｅ

ｇｉｖｅｎｔｏＺｈａｎｇＺｈｅｎｇ，ＸｕＸｉａｏｌｅａｎｄＧｅｎｇＴａｏ

ｆｏｒｔｈｅｉｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｓｓｉｓｔａｎｃｅ．

．

Ｔａｂｌｅ１

ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆＸ—ｂａｎｄＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴＭＭＩＣｓ

Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ

ＰⅢ／Ｗ

Ｇｐ／ｄＢ

ＰＡＥ／％

Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ＧＨｚＤｒａｉｎ

Ｃｈｉｐ

ｓｉｚｅ

ＰⅢｄｅｎｓｉｔｙＰⅫｄｅｎｓｉｔｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ

ｂｉａｓ／Ｖ

／（ｍｍ×ｍｍ）

／（Ｗ／ｍｍ）

／（Ｗ／ｒａｍ２）

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ

［４］２５．４１４．８

２１１０３０３×４．５２．２３

１．髓

５０Ｆｓ，１０％［１］２０

１８３０

９．５３５

３ｘ４５．０

１．６７１００Ｖｓ，１０％［３］２０

１２

２５１０

４０

４．５×３

４．１６

１．４８

ｌＯＯｖｓ，１０％Ｅ５３

１９

１１．７５４３１０２３．５４．７５

ＰＩＩｌｓｅ—ｍｏｄｅ

Ｔｈｉｓ

ｗｏｒｋ１４．７

１３．７

２３

１０．４

３０

２×１．１

６．１２６．６８

１００ｔｚｓ，１０％

∞罨ｉ．∞，吞ｐ，；钆

１０３０

半导体学报

第２９卷

Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ

［１］［２］

［３］

［４］［５］

Ｓｃｈｕｈ

Ｐ，Ｌｅｂｅｒｅｒ

Ｒ。

ＳｌｅｄｚｉｋＨ，ｅｔ

ａ１．２０Ｗ

ＧａＮＨＰＡｓ

ｆｏｒ

ｎｅｘｔ

ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＸ—ｂａｎｄＴ／Ｒ・ｍｏｄｕｌｅｓ．ＩＥＥＥＭＴＴ—ＳＤｉｇｅｓｔ，２００６；７２６

ＫＩｏｃｋｅｎｈｏｆｆ

Ｈ，Ｂｅｈｔａｓｈ

Ｒ。

ＷｕｉｒｆｌＪ。

ｅｔ

ａＩ．Ａ

ｃｏｍｐａｃｔ１６ｗａｔｔ

Ｘ—

ｂａｎｄＧａＮ．ＭＭＩＣ

Ｄ０ｗｅｔ

ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．ＩＥＥＥＭｒｒ．ＳＤｉｇｅｓｔ，２００６：

１８４６

ＶａｎＲａａｙＦ，Ｑｕａｙ

Ｒ，ＫｉｅｆｅｒＲ，ｅｔａ１．Ｘ—ｂａｎｄ

ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒｍｉｃｒｏｓ・

ｔｒｉｐ

ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴａｍｐｌｉｆｉｅｒＭＭＩＣｓ．ＩＥＥＥＭＴＴ—ＳＤｉｇｅｓｔ，

２００６：

１３６８

ＦａｎｎｉｎｇＤ

Ｍ。

Ｗｉｔｋｏｗｋｉ

ＬＣ。

ＬｅｅＣ，ｅｔａ１．２５ＷＸ．ｂａｎｄＧａＮ

Ｏｎ

Ｓｉ

ＭＭＴＣ．ＧａＡｓＭＡＮＴＥＣＨＣｏｎｆＰｒｏｃ，２００５：

２２７

Ｍｏｏｎ

Ｊ

Ｓ，ＷｏｎｇＤ，ＡｎｔｃｌｉｆｆｅＭ，ｅｔａ１．ＨｉｇｈＰＡＥｌｍｍＡＩＧａＮ／

［６］

［７］

Ｅ８］

ＧａＮＨＥＭＴｓｆｏｒ

２０Ｗａｎｄ４３％ＰＡＥＸ．ｂａｎｄＭＭＩＣａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ．

ＩＥＤＭＴｅｅｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔ，２００６

Ｃｈｅｎ

Ｔ

Ｓ，ＷａｎｇＸ

Ｌ。

ＪｉａｏＧ，ｅｔａｉ．Ｒｅｃｅｓｓｅｄ—ｇａｔｅＡ１ＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴｓｗｉｔｈｆｉｅｌｄ．ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ

ｐｌａｔｅ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａＩｏｆ

Ｓｅｍｉｃｏｎ．

ｄｕｃｔｏｒｓ，２００７，２８（Ｓｕｐｐｌ）：

３９８（ｉｎ

Ｃｈｉｎｅｓｅ）［陈堂胜．王晓亮，焦刚，

等．凹槽栅场调制板结构～ＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴ．半导体学报，２００７，２８（增刊）：

３９８］

Ｃｈｅｎ

ＴＳ，Ｚｈａｎｇ

Ｂ，Ｊｉａｏ

Ｇ，ｅｔ

ａ１．Ｘ—ｂａｎｄ１１ＷＡＩＧａＮ／ＧａＮ

ＨＥＭＴ

ｐｏｗｅｒ

ＭＭＩＣｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ

ｏｆ

ｔｈｅ

２ｎｄＥｕｒｏｐｅａｎ

Ｍｉｃｒｏ．

ｗａｖｅ

ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｅｕｉｔｓ

Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ。

Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ，２００７ｌ

１６２

ＯｋａｍｏｔｏＹ，ＡｎｄｏＹ，Ｎａｋａｙａｍａ

Ｔ，ｅｔ

ａ１．Ｈｉｇｈ．ｐｏｗｅｒｒｏｃｅｓｓｅｄ．

ｇａｔｅ

ＡｌＧａＮ．ＧａＮ

ＨＦＥＴｗｉｔｈａ

ｆｉｅｌｄ．ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ

ｐｌａｔｅ．ＩＥＥＥ

Ｔｒａｍ

Ｅｌｅｃｔｒｏｎ

Ｄｅｖｉｅｅｓ，２００１，５１（１２）：

２２１７

１４ＷＸ波段ＡＩＧａＮ／ＧａＮＨＥＭＴ功率ＭＭＩＣ

陈堂胜’

张

斌

任春江

焦

刚

郑维彬

陈

辰

（