成果編號：2024055
成果名稱：硅襯底上基于高Al組分AlInGaN勢壘層射頻微波器件
成果來源：蘇州納米技術與納米仿生研究所
成果介紹：
目前，美國Qorvo和其他多數廠商均采用GaN-on-SiC技術路線制備GaN基射頻器件。然而，SiC襯底成本較高，因此，研制低成本的硅基GaN射頻器件成為迫切需求。另一方面，為提升器件頻率特性，通常采用超薄、高Al組分AlGaN勢壘層。而高Al組分同時會導致合金組分不均勻、局部應力大、甚至產生微裂紋等問題，從而嚴重影響器件性能。針對上述問題，中科院蘇州納米所通過在高Al組分AlGaN勢壘層的生長過程中通入TMIn，顯著提升Al原子在生長表面的遷移能力，從而改善了組分均勻性，有效減小了局部應力，成功生長出高質量、無裂紋的超薄（~5 nm）、高Al組分（~57 %）AlInGaN勢壘層，并與中電55所合作成功研制出硅襯底上基于AlInGaN/GaN異質結的T型柵高頻微波器件。中科院蘇州納米所成功研制出硅襯底上基于AlInGaN/GaN異質結的T型柵高頻微波器件，輸出電流為1.25 A/mm，跨導為420 mS/mm。器件頻率特性方面，電流增益截止頻率fT達到145 GHz，功率增益截至頻率fmax達到215 GHz，為已報道硅基GaN射頻微波器件的國際先進水平，且相關核心技術已進行專利申請保護（一種用于制備GaN基高頻微波器件的方法，201810140968.2）。未來，將與中電55所、中環半導體股份有限公司展開實質性合作，推進硅基GaN高頻微波器件在5G通信技術方面的應用。
圖1 GaN-on-Si RF器件結構及輸出特性
