研究目的
设计并制造一款采用0.5微米InP双异质结双极晶体管技术的300GHz单片集成放大器,用于通信系统和雷达仪器等高频应用。
研究成果
基于0.5微米InP DHBT技术成功设计并制造了一款300GHz单片集成放大器,在280-300GHz频段展现出平坦增益特性:峰值增益在280GHz时达12.5dB,300GHz时仍保持>7.4dB。该固态TMIC放大器凭借其优异性能、低工作电压、室温运行及易于量产等优势,适用于太赫兹收发前端,并具备向更高频率扩展的潜力。
研究不足
由于HBT性能与先前批次相比发生变化,放大器的中心频率在290 GHz处出现失配,这表明需要根据指定频段内的测量结果优化基于电磁仿真的设计。
1:实验设计与方法选择:
采用共基极拓扑结构设计放大器,通过六级级联实现足够增益。匹配网络使用薄膜微带线(TFM),设计目标为高增益并兼顾良好的输入输出匹配。
2:样品选择与数据来源:
电路制备于3英寸半绝缘磷化铟衬底,外延层通过分子束外延(MBE)生长。晶体管特性在制备晶圆上测试。
3:实验设备与材料清单:
磷化铟衬底、用于外延生长的MBE、钝化用苯并环丁烯(BCB)、镍铬薄膜电阻、氮化硅MIM电容、三层金属互连结构。
4:实验流程与操作步骤:
采用标准台面HBT工艺制备。使用Agilent N5247A网络分析仪控制的220-325GHz频段扩展??榻芯г布禨参数测量,配合Cascade Microtech射频探针,采用LRRM晶圆校准方法。
5:数据分析方法:
基于325GHz以内实测参数推导小信号等效电路模型,并利用电磁仿真软件优化设计。
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