SiC襯底X波段GaN MMIC的研究
2.3 GaN MMIC電路研制
版圖設(shè)計中主要考慮版圖的布局及工藝的兼容性,微帶線間的距離宜大于兩倍基片的厚度,以減小傳輸線間的耦合。在盡量縮小芯片面積的同時要充分考慮到無源元件之間、無源元件與有源器件之間的互干擾效應(yīng),同時對設(shè)計的版圖進(jìn)行仿真分析。版圖驗證采用版圖與原理圖對應(yīng)、DRC和局部的電磁場分析來提高電路設(shè)計的精度。在工藝設(shè)計上,考慮設(shè)計采用的元器件模型并不成熟,為了簡化器件研制工藝,電阻采用體電阻形式,同時將歐姆接觸引起的電阻加到總的電阻中。有源器件通過注入隔離,為防止SiN針孔引起擊穿,200 nmSiN分兩次淀積完成,襯底減薄到100 μm,器件全部工藝完成后,得到的MMIC照片如圖5所示。
3 GaN MMIC測試與分析
GaN MMIC芯片燒結(jié)在銅載體上,進(jìn)行微波功率測試。確定偏置條件為:VDS=20V,VGS=一3.6 V,在8.5~10.5 GHz頻率測試連續(xù)波輸出特性,其測試的微波輸出功率特性曲線如圖6所示,頻率為9.1~10.1 GHz,輸出功率大于40 dBm,增益大于12 dB,JPAE大于30%,增益平坦度±0.2 dB,最大輸出功率為11.04 W。
4 結(jié)論
本文采用國內(nèi)研制的6H-SiC襯底,自主研制高輸出功率GaN MMIC。采用GaAs功率器件的Materka模型提取的A1GaN/GaN HEMT大信號建模,應(yīng)用到GaN MMIC的設(shè)計中,得到較好的研究結(jié)果。利用混合套刻工藝研制出電路芯片,連續(xù)波在9.1~10.1 GHz內(nèi),輸出功率大于lO W,首次研制出國產(chǎn)6H-SiC襯底的x波段GaN MMIC,其輸出功率達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
評論