Высокопроизводительные и высоконадежные AlN/GaN-транзисторы с высокой подвижностью электронов для работы в миллиметровом диапазоне

Представлена технология AlN/GaN-транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) толщиной слоя AlN 3 нм для применения в миллиметровом диапазоне. Электрические характеристики при длине затвора 110 нм демонстрируют максимальную плотность тока стока 1,2 А/мм, отличное удержание электронов при низком токе утечки менее 10 мкА/мм, высокое пробивное напряжение и частоты fT/fmax 63/300 ГГц при напряжении на стоке 20 В. Несмотря на остаточные эффекты захвата носителей, при 40 и 94 ГГц достигнуты передовые характеристики при работе с большими сигналами. В частности, при 40 ГГц в импульсном режиме и VDS = 10 В достигнут высокий коэффициент добавленной мощности 65%. Кроме того, при VDS = 40 В получена выходная удельная мощность 8,3 Вт/мм при коэффициенте добавленной мощности 50%. На частоте 94 ГГц для Ga-полярных GaN-транзисторов достигнута рекордная выходная удельная мощность в режиме непрерывной генерации (CW) 4 Вт/мм. Дополнительно при комнатной температуре проведена предварительная оценка надежности при 40 ГГц и VDS = 20 В. Двадцатичетырехчасовой радиочастотный мониторинг не выявил деградации во время испытания и после него.