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GaN射频器件是如何制作的呢?

宽禁带半导体技术创新联盟 2018-10-26 17:33 次阅读

典型的GaN射频器件的加工工艺主要包括如下环节:外延生长-器件隔离-欧姆接触(制作源极、漏极)-氮化物钝化-栅极制作-场板制作-衬底减薄-衬底通孔等环节。

外延生长

采用金属氧化物化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)方式在SiC或Si衬底上外延GaN材料。

器件隔离

采用离子注入或者制作台阶(去除掉沟道层)的方式来实现器件隔离。射频器件之间的隔离是制作射频电路的基本要求。

欧姆接触

形成欧姆接触是指制作源极和漏极的电极。对GaN材料而言,制造欧姆接触需要在很高的温度下完成。

氮化物钝化

在源极和漏极制作完成后,GaN半导体材料需要经过钝化过程来消除悬挂键等界面态。GaN的钝化过程通常采用SiN(氮化硅)来实现。

栅极制作

在SiN钝化层上开口,然后沉积栅极金属。至此,基本的场效应晶体管的结构就成型了。

场板制作

栅极制作完成后,继续沉积额外的几层金属和氮化物,来制作场板、互连和电容,此外,也可以保护器件免受外部环境影响。

衬底减薄

衬底厚度减薄至100μm左右,然后对减薄后的衬底背部进行金属化。

衬底通孔

通孔是指在衬底上表面和下表面之间刻蚀出的短通道,用于降低器件和接地(底部金属化层)之间的电感

原文标题:典型GaN射频器件的工艺流程

文章出处:【微信号:iawbs2016,微信公众号:宽禁带半导体技术创新联盟】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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ADL5367 900 MHz 平衡混频器,内置高端本振(LO)缓冲器和RF巴伦

AD8346 2.5 GHz 直接变频正交调制器

和特点 输出频率范围:800 MHz至2.5 GHz I/Q基带频率范围:DC至70 MHz 输出功率:–3 dBm P1 dB 本底噪声:–147 dBm/Hz 正交相位精度:1°(均方根值) 振幅平衡:0.2 dB 低功耗,具有省电功能 2.7 V至5.5 V单电源 与 AD8345 / AD8349引脚兼容 产品详情 AD8346是一款硅I/Q正交调制器,设计用于800 MHz至2.5 GHz频率范围。该器件针对低功耗应用进行了优化,对于给定的电源电流,仍能提供极低的本底噪声和高输出功率。AD8346只需要–10 dBm LO驱动电平,提供额定50 Ω缓冲输出。该器件可提供出色的振幅和相位平衡以及边带抑制特性,支持高阶/高容量QAM调制无线电。此外,AD8346已经过测试,用于直接上变频CDMA IS95调试器时,可提供–72dBc ACPR。AD8346采用16引脚超薄紧缩小型(TSSOP)封装,额定温度范围为–40°C至+85°C。供货提供样片和评估板,产品型号分别为AD8346ARU和AD8346-EVAL。其它调制器/解调器产品AD8345 - 250MHz - 1GHz RF / IF正交调制器AD8347 – 800MHz - 2.7 GHz RF / IF正交解调器AD8349 – 800MHz - 2.7 GHz直接上变频正交调制器 方框图...
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AD8346 2.5 GHz 直接变频正交调制器

HMC1040-DIE 20 GHz 至 44 GHz、GaAs、pHEMT、MMIC、低噪声放大器

和特点 低噪声指数:2 dB(典型值) 高增益:25.0 dB(典型值) P1dB 输出功率:13.5 dBm,24 GHz 至 40 GHz 高输出 IP3:25.5 dBm(典型值) 裸片尺寸:1.309 mm × 1.48 × 0.102 mm 产品详情 HMC1040CHIPS 是一款砷化镓 (GaAs)、赝晶高电子迁移率晶体管 (pHEMT)、微波单片集成电路 (MMIC) 低噪声宽带放大器,工作范围为 20 GHz 至 44 GHz。HMC1040CHIPS 具有自偏置功能,并提供 25.0 dB 的典型增益、2 dB 的典型噪声指数和 25.5 dBm 的典型输出三阶交调点 (IP3),只需要 65 mA 电流,2.5 V 电源电压。15.5 dBm 的典型饱和输出功率 (PSAT) 可以使低噪声放大器 (LNA) 用作 Analog Devices, Inc. 众多平衡式同样正交 (I/Q) 或镜频抑制混频器的本地振荡器 (LO) 驱动器。HMC1040CHIPS 还具有可在内部匹配至 50 Ω 的输入和输出,使其适用于基于表面安装技术 (SMT) 的高容量微波无线电应用。应用 软件定义无线电 电子战 雷达应用 卫星通信 电子战 仪器仪表 电信 方框图...
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HMC1040-DIE 20 GHz 至 44 GHz、GaAs、pHEMT、MMIC、低噪声放大器

ADL5541 射频/中频( RF/IF)增益模块,工作频率50 MHz 至6 GHz ,增益15 dB

和特点 固定增益:15 dB 工作频率:6 GHz 内部匹配的50Ω输入/输出电阻 内置偏置控制电路 输出IP3 44 dBm @ 500 MHz 40 dBm @ 900 MHz 输出1 dB压缩点:19.7 dBm @900 MHz 噪声系数:3.5 dB @ 900 MHz 单电源供电:5V 8引脚LFCSP小尺寸封装 与20 dB增益的ADL5542 引脚兼容 1 kV静电放电(ESD)保护(Class 1C) 产品详情 ADL5541是一款15 dB宽带的线性放大器,工作频率高达6 GHz。该放大器可以用于各种有线电视、手机以及仪器设备。 ADL5541可以提供15 dB增益,在频率、温度与电源范围内稳定工作, 器件一致性好。该增益模块内部匹配输入电阻为50Ω,在6 GHz以内其输入回波损耗为10 dB以下。它工作时只要求输入/输出交流耦合电容器、电源去耦合电容器以及外部电感。 ADL5541采用InGaP HBT工艺制作,静电放电(ESD)保护额定值为1 kV (Class 1C)。它采用3 mm × 3 mm LFCSP封装,带裸露焊盘,具有出色的热阻性能。 ADL5541采用5 V单电源供电,功耗90 mA,工作温度范围:-40°C至+85°C。 现在可以供应完全符合RoHS标准的评估板。 ADL5542为系列产品,可提供增益20 dB,与ADL55...
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ADL5541 射频/中频( RF/IF)增益模块,工作频率50 MHz 至6 GHz ,增益15 dB

AD8341 RF矢量调制器,1.5 GHz 至2.4 GHz

和特点 工作频率范围:1.5 GHz至2.4 GHz 幅度控制范围:30 dB 笛卡尔I/Q基带频率范围:DC至230 MHz 输出三阶交调截点:+17.5 dBm 相位控制范围:360° 输出1dB压缩点:+8.5 dBm 输出开关禁用功能 5V单电源 与AD8340引脚兼容 产品详情 单芯片RF振幅与移相器AD8341是一款高性能RF矢量调制器,输入频率范围为1.5 GHz至2.4 GHz,可连续、独立地调整振幅和相位。通过宽带笛卡尔I/Q接口,可实现完整的360°相位调整和30 dB以上的增益控制。I和Q接口提供230 MHz的全功率信号带宽,可通过单端或差分方式驱动,具有±500 mV满量程输入。AD8341采用24引脚LFCSP封装,额定温度范围为–40°C至+85°C。供货提供样片和评估板,产品型号分别为AD8341ACP和AD8341-EVAL。同类产品AD8302 - 低频至2.7 GHz RF/IF增益相位检波器AD8340 - RF矢量调制器,700 MHz至1000 MHz其它调制器/解调器产品AD8345 - 250 MHz至1000 MHz低噪声RF/IF调制器AD8346 - 800 MHz至2.5 GHz低功耗直接上变频调制器AD8347 - 800 MHz至2.7 GHz直接变频解调器AD8348 - 50 MHz至1000 MHz RF/IF正交解调器AD...
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AD8341 RF矢量调制器,1.5 GHz 至2.4 GHz

ADL6010 快速响应、45 dB 范围、 0.5 至 40 GHz 功率检波器

和特点 具有线性度的肖特基二极管检波器 宽带50 Ω输入阻抗 具有最小斜率变化的精确响应范围:0.5 GHz至43.5 GHz 输入范围:−30 dBm至+15 dBm,参考50 Ω 出色的温度稳定性 2.1 V/VPEAK(输出电压根据输入峰值电压)斜率(10 GHz) 快速包络带宽: 40 MHz 快速输出上升时间: 4 ns 低功耗: 1.6 mA (5.0 V) 2 mm x 2 mm、6引脚LFCSP封装 产品详情 ADL6010是一款多功能微波频谱宽带包络检波器, 以单个易于使用的6引脚封装提供一流的精度和极低的功耗(8 mW)。 该器件输出的基带电压与射频(RF)输入信号的瞬时幅度成正比。 它的RF输入具有非常小的斜率变化,以便包络从0.5 GHz到43.5 GHz的输出传递函数检波器单元使用专利的八肖特基二极管阵列,后接新颖的线性化电路,可创建相对于输入电压幅度,总比例因子(或传递增益)标称值为?2.2的线性电压表虽然ADL6010本质上并不是一款功率响应器件,但以这种方式指定输入依然是很方便的。 因此,相对于50 Ω源输入阻抗,允许的输入功率范围为−30 dBm至+15 dBm。 对应的输入电压幅度为11.2 mV至1.8 V,产生范围从25 mV左右到4 V以上共模(COMM)的准直流输出。平衡检波器拓扑...
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ADL6010 快速响应、45 dB 范围、 0.5 至 40 GHz 功率检波器

HMC253AQS24 GAAS MMIC SP8T非反射式开关,DC - 2.5 GHz

和特点 低插入损耗(2 GHz):1.1dB 单正电源:Vdd = +5V 集成式3:8 TTL解码器 24引脚QSOP封装 产品详情 HMC253AQS24和HMC253AQS24E均为低成本非反射SP8T开关,采用24引脚QSOP封装,宽带工作频率范围为DC至2.5 GHz。该开关提供单正偏置和真TTL/CMOS兼容性。该开关上集成了3:8解码器,仅需三个控制线和一个正偏置即可选择每个路径。HMC253AQS24和HMC253AQS24E SP8T将替代SP4T和SPDT MMIC开关的多种配置。应用 CATV/DBS CDMA 蜂窝/PCS 方框图...
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HMC253AQS24 GAAS MMIC SP8T非反射式开关,DC - 2.5 GHz

HMC647A GaAs MMIC 6位数字移相器,2.5-3.1 GHz

和特点 低RMS相位误差: 1.5° 低插入损耗: 4 dB 高线性度: +50 dBm 正控制逻辑 360°覆盖,LSB = 5.625° 28引脚QFN无引脚SMT封装: 36mm2产品详情 HMC647ALP6E是一款6位数字移相器,额定频率范围为2.5至3.1 GHz,提供360度相位覆盖,LSB为5.625度。 HMC647ALP6E在所有相态具有1.5度的极低RMS相位误差及±0.4 dB的极低插入损耗变化。 此款高精度移相器通过0/+5V的正控制逻辑控制。HMC647ALP6E采用紧凑型6x6 mm塑料无引脚SMT封装,内部匹配50 Ohms,无需任何外部元件。 应用 EW接收器 气象和军用雷达 卫星通信 波束成形模块 相位抵消 方框图...
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HMC647A GaAs MMIC 6位数字移相器,2.5-3.1 GHz

ADMV1011 17 GHz至24 GHz、GaAs、MMIC、I/Q上变频器

和特点 RF输出频率范围:17 GHz至24 GHz IF输入频率范围:2 GHz至4 GHz LO输入频率范围:8GHz至12 GHz,集成2×乘法器 边带抑制:32 dB(下边带) P1dB:25 dBm 增益调节:30 dB 输出IP3:33 dBm 匹配50 Ω RF输出、LO输入和IF输入 32引脚、4.9 mm × 4.9 mm LCC封装 产品详情 ADMV1011是一款采用紧凑的砷化镓(GaAs)设计、单芯片微波集成电路(MMIC)、双边带(DSB)上变频器,采用符合RoHS标准的封装,针对工作频率范围为17 GHz至24 GHz的点对点微波无线电设计进行优化。ADMV1011提供21 dB的转换增益,具有针对下边带和上边带的32 dBc和23 dBc边带抑制性能。ADMV1011采用射频(RF)放大器,前接由驱动放大器驱动集成2×乘法器的本振(LO)的同相/正交(I/Q)双平衡混频器。还提供IF1和IF2混频器输入,需通过外部90°混合选择所需的边带。I/Q混频器拓扑结构则降低了干扰边带的滤波要求。ADMV1011为混合型DSB上变频器的小型替代器件,它无需线焊,可以使用表贴制造装配。ADMV1011上变频器采用紧凑的散热增强型、4.9 mm × 4.9 mm LCC封装。ADMV1011工作温度范围为−40°C至+85°...
发表于 02-22 12:06 87次 阅读
ADMV1011 17 GHz至24 GHz、GaAs、MMIC、I/Q上变频器

AD8343 DC至2.5 GHz 、高IP3有源混频器

和特点 高性能有源混频器 宽带操作,频率最高达2.5 GHz 转换增益:7 dB 输入IP3:16.5 dBm LO驱动:–10 dBm 噪声系数:14 dB 输入P1dB:2.8 dBm 差分LO、IF和RF端口 50 Ω LO输入阻抗 单电源供电:5 V(50 mA,典型值) 省电模式:20 µA(典型值)产品详情 AD8343是一款高性能、宽带有源混频器,具有极低交调失真,所有端口均具有宽带宽,非常适合要求严格的发射应用或接收通道应用。AD8343的典型变频增益为7 dB。集成的LO驱动器以低LO驱动电平,支持50 Ω差分输入阻抗,有助于将外部元件数降至最少。开发差分输入可以直接与差分滤波器接口,或通过平衡-不平衡变换器(变压器)驱动,由单端源提供平衡驱动。开集差分输出可以用来驱动差分中频信号接口,或通过匹配网络或变压器转换为单端信号。以VPOS电源电压为中心时,输出摆幅为±1 V。LO驱动器电路的典型功耗为15 mA。可利用两个外部电阻来设置混频器内核电流,以达到要求的性能,总电流为20 mA至60 mA。采用5 V单电源供电时,相应的功耗为100 mW至300 mW。AD8343采用ADI公司的高性能25 GHz硅双极性IC工艺制造,提供14引脚TSSOP封装,工作温度范围为−...
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AD8343 DC至2.5 GHz 、高IP3有源混频器

ADF7023 高性能、低功耗ISM频段FSK/GFSK/OOK/MSK/GMSK收发器IC

和特点 超低功耗、高性能收发器 工作频段862 MHz至928 MHz431 MHz至464 MHz 支持的数据速率:1 kbps至300 kbps 电源电压范围:2.2 V至3.6 V 单端和差分PA 中频带宽可编程的低中频接收机:100 kHz、150 kHz、200 kHz、300 kHz 接收机灵敏度(BER)−116 dBm(1.0 kbps,2FSK、GFSK)−107.5 dBm(38.4 kbps,2FSK、GFSK)−102.5 dBm(150 kbps,GFSK、GMSK)−100 dBm(300 kbps,GFSK、GMS)−104 dBm(19.2 kbps,OOK) 极低功耗 RF输出功率范围:−20 dBm至+13.5 dBm(单端PA) 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情 ADF7023是一款工作在862 MHz至931 MHz和431 MHz至464 MHz频段的极低功耗、高集成度2FSK/GFSK/OOK/MSK/GMSK收发器,这些频段覆盖免许可的433MHz、868MHz和915MHz ISM频段。它适合欧洲ETSI EN300-220、北美FCC (Part 15)、中国短程无线监管标准或其它类似地区标准下的电路应用。支持1 kbps至300 kbps的数据速率。发射RF频率合成器包含一个VCO和一个输出通道频率分辨率为400 Hz的低噪声小数N分频锁相环(PLL)。VCO的工作频...
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ADF7023 高性能、低功耗ISM频段FSK/GFSK/OOK/MSK/GMSK收发器IC

HMC-C584 0.1 GHz至40 GHz、31 dB、5位数字衰减器

和特点 1.0 dB LSB步进至31 dB 每位单正控制线 误码率:±1.0 dB(典型值) 输入IP3: 43 dBm CMOS兼容控制 密封模块 可现场更换的K型连接器 工作温度: -55℃至+85℃ 产品详情 HMC-C584是一款0.1 GHz至40 GHz、5位、砷化镓(GaAs) IC数字衰减器,封装在微型密封模块中。 这款宽带衰减器具有7 dB的典型插入损耗和43 dBm的输入IP3,位值为1 dB (LSB)、2 dB、4 dB、8 dB和16 dB,总衰减范围为31 dB。 该器件的衰减精度很高,典型步长误差为±1.0 dB。 五个控制电压输入在0 V和5 V之间切换,用于选择每个衰减状态。 可移除的K型连接器可以拆卸,以便将模块的输入/输出引脚直接连接到微带或共面电路。应用 光纤和宽带电信 微波无线电和VSAT 军用无线电、雷达和电子对抗(ECM) 空间系统 测试仪器仪表 方框图...
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HMC-C584 0.1 GHz至40 GHz、31 dB、5位数字衰减器

ADRF6601 750 MHz至1160 MHz接收混频器,集成小数N分频PLL和VCO

和特点 集成小数N分频PLL的接收混频器 RF输入频率范围:300 MHz至2500 MHz 内部LO频率范围:750 MHz至1160 MHz 输入P1dB:14.5 dBm 输入IP3:31 dBm 通过外部引脚优化IIP3 SSB噪声系数IP3SET引脚断开:13.5 dBIP3SET引脚接3.3 V电压:14.6 dB 电压转换增益:6.7 dB 200 Ω IF输出匹配阻抗 IF 3 dB带宽:500 MHz 可通过三线式SPI接口进行编程 40引脚、6 mm × 6 mm LFCSP封装 产品详情 ADRF6601是一款高动态范围有源混频器,集成锁相环(PLL)和压控振荡器(VCO)。PLL/频率合成器利用小数N分频PLL产生fLO输入,供给混频器。基准输入可以进行分频或倍频,然后施加于PLL鉴频鉴相器(PFD)。PLL支持12 MHz至160 MHz范围内的输入基准频率。PFD输出控制一个电荷泵,其输出驱动一个片外环路滤波器。然后,环路滤波器输出施加于一个集成式VCO。VCO输出(2 × fLO)再施加于一个LO分频器和一个可编程PLL分频器。可编程PLL分频器由一个Σ-Δ调制器(SDM)进行控制。SDM的模数可以在1至2047范围内编程。有源混频器可将单端50 Ω RF输入转换为200 Ω差分IF输出。...
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ADRF6601 750 MHz至1160 MHz接收混频器,集成小数N分频PLL和VCO

ADRF6720-27 宽带(400 MHz至3 GHz)正交调制器,集成PLL/VCO和2.68 V输入偏置

和特点 集成小数N分频PLL的I/Q调制器 RF输出频率范围: 400 MHz至3,000 MHz 内部LO频率范围: 356.25 MHz至2855 MHz 输出P1dB: 10.8 dBm (2140 MHz) 输出IP3: 31.1 dBm (2140 MHz) 载波馈通: −44.3 dBm (2140 MHz) 边带抑制: -40.8 dBc(2,140 MHz) 噪底: −159.5 dBm/Hz (2140 MHz) 基带1 dB调制带宽: >1000 MHz 基带输入偏置电平: 2.68 V 电源: 3.3 V /425 mA 集成式RF可调谐巴伦,允许单端RF输出 多核集成式VCO HD3/IP3优化 边带抑制和载波馈通优化 高端/低端LO注入 可通过三线式串行端口接口(SPI)进行编程 40引脚6 mm x 6 mm LFCSP封装 产品详情 ADRF6720-27是一款集成频率合成器的宽带正交调制器,非常适合用于3G和4G通信系统。 ADRF6720-27内置一个高线性度宽带调制器、一个集成式小数N分频锁相环(PLL),以及四个低相位噪声多核压控振荡器(VCO)。 ADRF6720-27本振(LO)信号可从内部通过片内整数N分频或小数N分频频率合成器产生,也可从外部通过高频、低相位噪声LO信号产生。 内部集成式频率合成器利用多核VCO,实现356.25 MHz到28...
发表于 02-22 12:06 63次 阅读
ADRF6720-27 宽带(400 MHz至3 GHz)正交调制器,集成PLL/VCO和2.68 V输入偏置

ADRF6658 集成IF放大器的宽带双通道RX混频器

和特点 宽带、双通道、有源下变频混频器 低失真、快速建立、IF DGA RF输入频率范围:690 MHz至3.8 GHz RF输入端的可编程巴伦 差分和单端LO输入模式 差分IF输出阻抗:100 Ω 可通过三线式串行端口接口(SPI)进行编程 对于RF=1950 MHz、IF=281 MHz、高线性度模式: 电压转换增益,包括IF滤波器损耗:−5至+26.5 dB (更多详细信息,请参见数据手册) 灵活的省电模式,针对低功耗操作 通道使能后的上电时间:100 ns,典型值 3.3 V单电源 高线性度模式:440 mA 低功耗模式:260 mA 产品详情 ADRF6658是一款高性能、低功耗、宽带、双通道无线电频率(RF)下变频器,集成中频(IF)数字控制放大器(DGA),适用于宽带、低失真基站无线电接收机。 双通道Rx混频器为双平衡吉尔伯特单元混频器,具有高线性度和出色的图像抑制能力。 两款混频器均可将50 Ω RF输入转换为开集宽带IF输出。 在混频器输入前,RF输入端的内部可调谐巴伦可抑制RF信号谐波并衰减带外信号,从而减少输入反射和带外干扰信号。 灵活的本振(LO)架构允许使用差分或单端LO信号。 双通道IF DGA基于ADL5201和ADL5202,固定差分输出...
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ADRF6658 集成IF放大器的宽带双通道RX混频器

HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz

和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 针对1 dB压缩的输出功率:15 dBm 增益:5 - 35 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成MSK调制器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的65引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6300BG46是一款完整的毫米波发射器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm x 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,工作频率范围为57 GHz至64 GHz,调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250、500或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64-QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256-QAM的调制。通过通用模拟基带IQ接口提供对各种调制格式的支持。发射器芯片还支持专用FSK、MSK、OOK调制格式,从而实现更低成本和功耗的串行数据链路,而无需使用高速数据转换器。差分输出向100 Ω负载提供高达15 dBm的线性输出功率。同时支持单端操作,最高12 dBm。与HMC6301BG46一起,完整的60 G...
发表于 02-22 12:05 48次 阅读
HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz