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(shù)與納米仿生研究所
成果介紹：
目前，美國Qorvo和其他多數(shù)廠商均采用GaN-on-SiC技術(shù)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(dǎo)致合金組分不均勻、局部應(yīng)力大、甚至產(chǎn)生微裂紋等問題，從而嚴(yán)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(yīng)力，成功生長出高質(zhì)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(zhì)結(jié)的T型柵高頻微波器件。成果（項目）創(chuàng)新性/主要優(yōu)勢/知識產(chǎn)權(quán)布局中科院蘇州納米所成功研制出硅襯底上基于AlInGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的T型柵高頻微波器件，輸出電流為1.25 A/mm，跨導(dǎo)為420 mS/mm。器件頻率特性方面，電流增益截止頻率fT達(dá)到145 GHz，功率增益截至頻率fmax達(dá)到215 GHz，為已報道硅基GaN射頻微波器件的國際先進(jìn)水平，且相關(guān)核心技術(shù)已進(jìn)行專利申請保護(hù)（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(huán)半導(dǎo)體股份有限公司展開實質(zhì)性合作，推進(jìn)硅基GaN高頻微波器件在5G通信技術(shù)方面的應(yīng)用。
圖1 GaN-on-Si RF器件結(jié)構(gòu)及輸出特性
來源：中國科學(xué)院知識產(chǎn)權(quán)與科技成果轉(zhuǎn)化網(wǎng)
