成果编号：2024055
成果名称：硅衬底上基于高Al组分AlInGaN势垒层射频微波器件
成果来源：苏州纳米技术与纳米仿生研究所
成果介绍：
目前，美国Qorvo和其他多数厂商均采用GaN-on-SiC技术路线制备GaN基射频器件。然而，SiC衬底成本较高，因此，研制低成本的硅基GaN射频器件成为迫切需求。另一方面，为提升器件频率特性，通常采用超薄、高Al组分AlGaN势垒层。而高Al组分同时会导致合金组分不均匀、局部应力大、甚至产生微裂纹等问题，从而严重影响器件性能。针对上述问题，中科院苏州纳米所通过在高Al组分AlGaN势垒层的生长过程中通入TMIn，显著提升Al原子在生长表面的迁移能力，从而改善了组分均匀性，有效减小了局部应力，成功生长出高质量、无裂纹的超薄（~5 nm）、高Al组分（~57 %）AlInGaN势垒层，并与中电55所合作成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件。中科院苏州纳米所成功研制出硅衬底上基于AlInGaN/GaN异质结的T型栅高频微波器件，输出电流为1.25 A/mm，跨导为420 mS/mm。器件频率特性方面，电流增益截止频率fT达到145 GHz，功率增益截至频率fmax达到215 GHz，为已报道硅基GaN射频微波器件的国际先进水平，且相关核心技术已进行专利申请保护（一种用于制备GaN基高频微波器件的方法，201810140968.2）。未来，将与中电55所、中环半导体股份有限公司展开实质性合作，推进硅基GaN高频微波器件在5G通信技术方面的应用。
图1 GaN-on-Si RF器件结构及输出特性
