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SiC 基板上的 15 GHz 外延 AlN FBAR - Debdeep Jena
摘要 — 展示了 SiC 衬底上的外延 AlN 薄膜体声波谐振器 (FBAR)，其一阶厚度扩展模式为 15-17 GHz。对于 15 GHz epi-AlN FBAR，其品质因数 Q max ≈ 443、机电耦合系数 k 2 eff ≈ 2 . 3 % 和 f · Q ≈ 6 . 65 THz 品质因数在 Ku 波段 (12-18 GHz) 中名列前茅。具有高品质因数的干净主模式使此类 epi-AlN FBAR 可用于具有干净频带和陡峭抑制的 Ku 波段声波滤波器。由于这种外延 AlN FBAR 与 AlN/GaN/AlN 量子阱高电子迁移率晶体管 (QW HEMT) 共享相同的 SiC 衬底和外延生长，因此它们非常适合与 HEMT 低噪声放大器 (LNA) 和功率放大器 (PA) 进行单片集成。
先进半导体器件技术
基于氮化镓 (GaN) 的高电子迁移率晶体管 (HEMT) 技术正在彻底改变现代国防射频和电子战系统。该技术能够以高线性度和高效率在高频下提供高功率。由于这些优势，它被广泛应用于雷达、卫星通信和军事地面通信等各种应用中。基于 GaN 的 HEMT 技术比现有的砷化镓 (GaAs) 单片微波集成电路 (MMIC) 具有显著优势，尤其是在射频功率应用方面。这主要是因为 GaN 器件具有非常高的击穿场，因此能够在更高的电压下工作。此外，GaN 器件的阻抗要高得多，因此在射频功率放大器集成电路中对匹配网络的要求就更低了。总体而言，与竞争对手的射频相比，GaN 技术可以将射频 IC 的尺寸缩小十倍甚至更高
国防、安全与空间及巴黎 2024 论坛
简历：Pr C. GAQUIERE 是 MC2 Technologies 的总经理兼联合创始人，该公司成立于 2004 年（95 人）。在此之前，Gaquiere 先生是里尔大学的全职教授，并在微电子和纳米技术研究所 (IEMN) 开展研究活动。研究主题涉及 1 至 500GHz 的 HEMT 和 HBT 器件的设计、制造、特性和建模。他从事过 GaAs、InP、变质 HEMT 和 GaN 活动。2003 年至 2007 年，他负责 Thales TRT 和 IEMN 共同实验室的微波特性部分，重点研究宽带隙半导体（GaN、SiC 和金刚石）。2007 年至 2018 年，他负责 ST 微电子和 IEMN 共同实验室的硅毫米波先进技术部分。Christophe Gaquière 是 150 多篇出版物和 300 多篇通讯的作者或合著者。
局部应变修改对 AlGaN 整体特性的影响 ...
微电子器件的性能和可靠性受器件层内的机械应变控制。通常，这是通过从外部或内部施加均匀分布的应变来研究的。本研究的重点是 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT)，由于其压阻和压电特性，预计它对应变更敏感。因此，我们假设即使是微小但局部的应变也可能对 HEMT 的整体行为产生重大影响。为了研究这一假设，我们通过在 800 × 840 μ m 2 尺寸 HEMT 芯片背面铣削一个深度约为 70 μ m 的 20 × 30 μ m 2 微沟槽来引入高度局部的应变释放。使用微拉曼技术绘制了由此产生的平面内残余应变的局部松弛。我们的结果表明，仅 0.02% 的应变下降就可以使总输出饱和电流降低高达 ~20%。输出电流下降的原因是器件层中的应变释放导致二维电子气 (2DEG) 载流子密度和电子迁移率降低。然而，应变释放的机械过程也会导致界面产生缺陷，从而增加漏电流。我们的局部应变重新分布技术可以成为替代电子设备通道中固有局部应变累积影响的有效工具。
GaN 层厚度对两者的影响
A.Bellakhdar a,b,* , A.Telia ba LMSF 半导体和功能材料实验室，Amar Telidji Laghouat 大学，阿尔及利亚 b Laboratoire des Microsystèmes et Instrumentation LMI, Département d'Electronique, Faculté de Technologie, Université des Frères Mentouri, 2 Campus Ahmed Hamani, Ain El Bey, Constantine, Algeria In本研究提出了具有不同 GaN 盖层厚度和重 n 掺杂 GaN 盖层的 GaN/AlInN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT)。为了研究 GaN 覆盖层对 (GaN/AlInN/GaN) 异质结构性能的影响，通过求解一维 (1 D) 泊松方程，提出了一种简单的 GaN/AlInN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 阈值电压分析模型，从而找到了二维电子气 (2DEG) 与控制电压之间的关系。分析中考虑了 AlInN/GaN 和 GaN/AlInN 界面处的自发极化和压电极化。我们的模拟表明，GaN 覆盖层降低了二维电子气 (2DEG) 的面密度，从而导致漏极电流减小，并且 n+ 掺杂的 GaN 覆盖层比未掺杂的 GaN 覆盖层具有更高的面密度。 （2021 年 11 月 28 日收到；2022 年 2 月 19 日接受）关键词：GaN 帽、GaN/AlInN/GaN HEMT、2DEG、2DHG、自发极化、压电极化
已确认的全体会议和特邀发言人
NTT 300 GHz 频段 InP HBT 功率放大器和 InP-CMOS 混合相控阵发射器 Alyosha C. Molnar 康奈尔大学 超越 CMOS 的 N 路径混频器 Pascal Chevalier ST Microelectronics 用于有线、无线和卫星通信应用的 55 纳米柔性 SiGe BiCMOS 技术 Takuya Maeda 东京大学 ScAlN/GaN 电子设备应用特性 Trevor Thornton 亚利桑那州立大学 高功率器件的金刚石-BN 异质结：终极 HEMT ? Jim Sowers Maxar Space Infrastructure 商业通信卫星有效载荷中的 III-V 族半导体 Kenle Chen 中佛罗里达大学 用于下一代无线通信的负载调制平衡放大器 Bernhard Grote NXP 基站 GaN HEMT 和 GaN PA 技术进展 Lan Wei 滑铁卢大学 基于物理的单片 GaN 集成模型系列 Larry Dunleavy Modelithics Inc.，南佛罗里达大学
氮化镓高电子迁移率晶体管的物理失效分析技术研究进展
Figure 12.1540-MeV 209Bi ion irradiation 1.7 × 10 11 ions/cm 2 TEM images of AlGaN/GaN HEMT devices: (a) Gate region cross-section; (b) The orbital image of the heterojunction region shown in Figure (a); (c) The image shown in Figure (a) has a depth of approximately 500 nm; (d) Traces formed at the drain; (e) As shown in Figure (d), the trajectory appears at a depth of ap- proximately 500 nm [48] 图 12.1540-MeV 209Bi 离子辐照 1.7 × 10 11 ions/cm 2 的 AlGaN/GaN HEMT 器件的 TEM 图像： (a) 栅极区域截面； (b) 图 (a) 所示异质结区域轨道图 像； (c) 图 (a) 所示深度约 500 nm 图像； (d) 在漏极形成的痕迹； (e) 如图 (d) 所示，轨迹出现在深度约 500 nm 处 [48]
GaN 高电子迁移率晶体管外延堆栈中穿线位错引起的垂直场不均匀性
数据可用性声明：支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获取。1 H. Amano、Y. Baines、E. Beam 等人，2018 年 GaN 电力电子路线图，Journal of Physics D: Applied Physics。51，(2018)。2 K. Husna Hamza 和 D. Nirmal，GaN HEMT 宽带功率放大器综述，AEU - 国际电子和通信杂志。116，153040 (2020)。3 G. Meneghesso、M. Meneghini、I. Rossetto、D. Bisi、S. Stoffels、M. Van Hove、S. Decoutere 和 E. Zanoni，GaN 基功率 HEMT 的可靠性和寄生问题：综述，半导体科学与技术。31，(2016)。 4 JA del Alamo 和 J. Joh，GaN HEMT 可靠性，微电子可靠性。49，1200-1206 页 (2009)。5 M. Meneghini、A. Tajalli、P. Moens、A. Banerjee、E. Zanoni 和 G. Meneghesso，基于 GaN 的功率 HEMT 中的捕获现象和退化机制，半导体加工材料科学。78，118-126 页 (2018)。6 B. Kim、D. Moon、K. Joo、S. Oh、YK Lee、Y. Park、Y. Nanishi 和 E. Yoon，通过导电原子力显微镜研究 n-GaN 中的漏电流路径，应用物理快报。104，(2014)。 7 M. Knetzger、E. Meissner、J. Derluyn、M. Germain 和 J. Friedrich，《用于电力电子的碳掺杂变化与硅基氮化镓垂直击穿之间的关系》，《微电子可靠性》。66，16-21 (2016)。 8 A. Lesnik、MP Hoffmann、A. Fariza、J. Bläsing、H. Witte、P. Veit、F. Hörich、C. Berger、J. Hennig、A. Dadgar 和 A. Strittmatter，《碳掺杂氮化镓的性质，固体物理状态 (b)》。254，(2017)。 9 B. Heying、EJ Tarsa、CR Elsass、P. Fini、SP DenBaars 和 JS Speck，《位错介导的氮化镓表面形貌》，《应用物理学杂志》。 85,6470-6476 (1999)。
用于 mmW 应用的 C 掺杂 AlN/GaN HEMT 与 AlN/GaN/AlGaN 双异质结构的比较
摘要 — 我们报告了使用两种缓冲层用于毫米波应用的超薄（亚 10 nm 势垒厚度）AlN/GaN 异质结构的比较结果：1) 碳掺杂 GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 和 2) 双异质结构场效应晶体管 (DHFET)。观察到碳掺杂 HEMT 结构表现出优异的电气特性，最大漏极电流密度 I d 为 1.5 A/mm，外部跨导 G m 为 500 mS/mm，最大振荡频率 f max 为 242 GHz，同时使用 120 nm 的栅极长度。C 掺杂结构在高偏压下提供高频性能和出色的电子限制，可在 40 GHz 下实现最先进的输出功率密度（P OUT = 7 W/mm）和功率附加效率 (PAE) 组合，在脉冲模式下高达 V DS = 25V 时高于 52%。
纳米级应力局部化对 GaN 高迁移率晶体管辐射敏感性的影响
原子位移的高阈值能量（Ed）[5]、点缺陷的动态退火[6]以及没有传统的栅极绝缘体[7]，这些使得它们在辐射环境中也具有吸引力。GaN HEMT 中故意引起的应力场在整个通道中基本是均匀的。这可能是为什么局部应力的概念尚未在文献中研究的原因。另一个原因可能是局部应力的全局平均值很小；这似乎太小而无法影响任何特性。最后，以纳米级分辨率映射机械应力是一项艰巨的任务。所有这些因素使得 GaN HEMT 文献只能研究均匀应力场的作用。但是，关态偏置可能会在电场周围引起高度局部化的机械应力。[8] 器件制造和设计特征也会产生应力局部化。然而，目前还没有人齐心协力绘制机械应力的空间非均匀性图，以研究其对晶体管特性的影响。常用的实验技术，如悬臂[9]、三点弯曲[10]和四点弯曲[11]，都无法捕捉到应力局部化。衬底去除[12,13]也用于产生均匀的弯曲应力。本研究的动机来自应力约束效应提供的识别易受辐射区域的机会。我们假设纳米级约束应力（机械热点）可能决定辐射损伤（甚至是操作性能下降）的特定位置成核。例如，HEMT 的栅极漏电被归因于促进肖特基接触金属化相互扩散的局部应力强度。[14]只有少数研究试图控制固有应力以显示对辐射效应的明显影响。 [15,16] 有必要将这些研究扩展到特定类型的辐射和压力。