氮化镓集成电路：高性能微波功率器件的新里程碑

"发展氮化镓集成电路的考虑" 本文探讨了氮化镓(GaN)作为新一代微波功率器件的关键材料，及其在集成电路发展中的重要性。GaN因其出色的热稳定性和化学稳定性，成为制造高温器件的理想选择。文章特别提到了AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors (HEMTs)的特性，包括宽禁带(3.4 eV)，高击穿电压(>50 V)，高饱和速度(>1x10^7 cm/s)以及高表面浓度(n_s > 1x10^13 cm^-2)，这些特性使得GaN HEMTs在微波功率应用中展现出卓越的性能。 传统的低压、原子层化学气相沉积(CVD)技术以及AlGaN/InGaN的掺杂工艺的突破，使得能够制备出高质量的GaN/AlGaN异质结和AlGaN二维电子气，进一步推动了微电子器件的创新。随着技术的进步，氮化镓器件的功率记录不断被刷新，例如NEC公司的GaN/AlGaN功率晶体管芯片达到了100 W的输出功率，而 Cree公司的GaN HEMT在2 GHz下输出功率达到了108 W，并且拥有较高的峰值漏效率。 此外，GaN器件的其他关键参数，如截止频率(f_t)、最大振荡频率(f_max)和噪声系数(NF)，也在持续改进。最近，最好的器件已经实现了f_t = 121 GHz，f_max = 162 GHz，NF_min分别在8 GHz、12 GHz和18 GHz下的出色表现。这表明GaN技术不仅在性能上取得显著提升，而且开始迈向商业化和实用化阶段，RFNitroCommunications公司等企业已经具备了GaN外延和晶圆加工的能力，可以处理从50 mm到200 mm的晶圆尺寸，进一步推进GaN在射频通信等领域的应用。 氮化镓集成电路的发展考虑了材料特性、制造工艺和器件性能的优化，以及商业化进程的推进。这些进展预示着GaN在微波功率器件、射频通信以及未来高温、高压电子系统中的广泛应用前景。随着技术的不断发展，氮化镓有望成为下一代高性能电子设备的核心材料，对整个半导体行业产生深远影响。