高功率 / 高性能氮化镓(GaN)工艺
TriQuint半导体是氮化镓(GaN)技术研究和器件开发领域的先驱。早在1999年,我们就开始探索氮化镓技术的发展潜力。相比于其他技术,氮化镓技术具备诸多与生俱来的优异性能,如可提供更高的功率密度和附加功率效率、更好的耐用性和抗静电性,因此在复合半导体领域一直保持着活力。
TriQuint半导体氮化镓代工工艺特性 |
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| 制程: | 0.25µm |
| 材料: | 碳化硅的耗尽型氮化镓 |
| 最大漏极电源: | 40V |
| 增益: | > 10 dB @ 18GHz |
| 增益: | > 17 dB @ 4GHz |
| 功率密度 | 5-7 W/mm (与偏置和负载阻抗相关) |
| 附加功率效率: | 50% - 75% |
| 最高功率 | 32GHz |
| Passives: | 三重金属层互连, 电容, 电阻, 电感 |
利用氮化镓技术可以提供更高性能的器件,如高效能且小尺寸的射频晶体管,这使其在相控阵雷达、小型卫星地面站、卫星通信等无线通信、国防和航空航天技术领域,具备广泛的应用前景。受益于氮化镓广受好评的宽带特性,设计人员可以探索之前从未有过的高功率应用。
TriQuint半导体在氮化镓技术研发领域的成果卓越,同时还专长于其他高频高功率工艺技术,这是美国国防部高级研究计划局DARPA指定我们作为宽带隙半导体(WBGS)第二阶段研究计划领导者的原因。我们成功推进第二阶段计划的目标也在于争取成为第三阶段计划的领导单位。
当我们在2008年发布标准氮化镓产品线和氮化镓微波单片集成电路(GaN MMIC)服务的时候,我们开始面向商业市场推广我们领先的氮化镓技术;而早在2004年,我们已经开始就氮化镓技术与用户签订合约。我们在氮化镓领域所拥有的先进的高频高功率制备能力使得我们领先市场上其他所有的氮化镓工艺提供商;我们0.25um制程的碳化硅(SiC)基氮化镓材料工艺技术面向直流到20GHz频带范围内的电路设计。TriQuint公司的氮化镓工艺可以生产工作在直流到18GHz频段的晶片级场效应管器件,应用于宽(窄)带无线通信以及国防/航空航天系统领域。氮化镓封装器件也将很快投入市场。
氮化镓代工
TriQuint公司的氮化镓代工服务团队早在2004年就已与顾客建立合约关系。我们在氮化镓技术研究领域的雄厚实力帮助我们在从工程项目的起步阶段到晶片交付的整个开发过程中实现项目的高速推进。TriQuint掌握的0.25um制程碳化硅基氮化镓工艺结合三重金属互连无源技术可提供完整的微波单片集成电路(MMIC)解决方案,而不仅仅提供一种场效应管制备工艺。为了使器件寿命更长,生产更完美,我们保持着制作工艺技术的研究开发,保证您的电路设计将被世界上最具经验和实力的氮化镓制备技术供应商生产。战略分析公司(Strategy Analysics .Inc)评价TriQuint为世界上最大的氮化镓代工供应商,这表明TriQuint在该领域的工业能力独占鳌头,无论是对于大型工程还是小型项目。而TriQuint公司杰出的用户服务、最高技术水平的设计套件、和高效工程运作能力(被国防部评价为“值得信赖的代工厂1”)进一步保证了您的电路设计将会被领先业界的高频高功率代工专家们所生产。
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氮化镓技术资源
作为氮化镓研究和生产领域的领先者,近年来TriQuint公司的专家们在氮化镓工艺开发、器件寿命和生产技术等方面发表了多篇文章。下面的列表定期更新,请留意最新的文章。
基于 InAIN / AIN / GaN 异质结构的国家级 E/D GaN 技术
Saunier et al, 2011 GOMACTech presentation.
应用碳化硅基氮化镓的宽带功率放大器微波单片集成电路
Eli Reese, Donald Allen, Cathy Lee, and Tuong Nguyen, 2010, MTT presentation.
宽带高功率碳化硅基氮化镓SPDT开关微波单片集成电路
Charles F. Campbell and Deep C. Dumka, 2010, MTT presentation.
“氮化镓宽带和S-波段MMIC开发
Lee et al. 2009 GOMACTech presentation.
利用碳化硅基氮化镓工艺生产的S-波段高效E类功率放大器集成电路
Campbell et al. 2009 GOMACTech presentation.
蚀刻式碳化硅基板工艺的优化
Ruan et al. 2009 CS MANTECH presentation.
基于碳化硅基氮化镓高电子迁移率技术的宽带功放微波单片集成电路
Campbell et al. 2008 CSIC Symposium presentation.
“针对可使用用十年的氮化镓HEMT放大器的开发
Balistreri et al. 2008 GOMACTech presentation.
电降解效应对氮化镓高电子迁移率晶体管捕获特性的影响
Joh and del Alamo. 2008 International Electron Device Meeting presentation.
针对高功率放大器和多功能微波单片集成电路应用的在频率为35GHz时53%附加功率因数的氮化镓铝、氮化镓高电子迁移率晶体管
Kao el al. 2007 MTT-S Symposium presentation.
氮化镓高电子迁移率晶体管的门电流降解机制
Joh and del Alamo. 2007 International Electron Device Meeting presentation.
三英寸碳化硅基板上生成的氮化镓铝/氮化镓高电子迁移率晶体管间的相互一致性
Lee et al. 2007 CS MANTECH presentation
氮化镓铝/氮化镓高电子迁移率结构对射频可靠性的作用
Lee et al. 2005 Electronic Letters (pp 155-157).
X- 波段凹陷门氮化镓铝/氮化镓高电子迁移率晶体管的高温功率性能
Lee et al. 2005 CSIC Symposium presentation.
在 35GHz处具有大于4W/mm和23%附加功率效率功率性能表现得氮化镓铝/氮化镓高电子迁移率晶体管
Lee et al. 2004 Electronic Letters (pp 1547-1548).
在 35GHz处具有大于4W/mm和23%附加功率效率功率性能表现得氮化镓铝/氮化镓高电子迁移率晶体管
Lee et al. 2003 Electron Device Letters (pp 616-618).
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选择氮化镓
氮化镓技术的性能优势使得其成为要求高功率密度、高功率附加效率、高耐用性、宽带性能和优异的防静电特性等特征的应用的完美选择,这些特征也正是氮化镓相对于其他半导体技术的优势所在。同时,通过其他各类应用需求又可以由已经成熟高性能砷化镓工艺来满足。作为氮化镓和砷化镓技术领域的先驱,TriQuint会帮助您为您的需求选择正确的工艺。
选择氮化镓(GaN)常见问题
- 我需要3-6GHz频段内的1W输出功率,氮化镓器件是最好的选择吗?
氮化镓器件设计用来满足20GHz以内频段的高功率放大器应用。对于6V、9V或着12V电压下工作的输出功率1.5W范围以内的应用来说,我们提供的100mm砷化镓超晶格高电子迁移率晶体管是最好和最经济的选择。 - 我正为无线基站应用挑选具备更好线性性能的器件。按照我的理解,氮化镓器件总体要比砷化镓器件具备更好的线性性能,是这样吗?
总体来说,是这样的。举个例子:拿0.25um氮化镓器件与相同边缘尺寸的场效应管(例如0.25um的超晶格高电子迁移率晶体管)相比,氮化镓器件相比砷化镓器件具备更高的截断点—请告诉我们您为您的应用如何定义“线性”。例如具体的负载情况和静态电流情况。这样我们就能为您提供最佳的选择。 - 我需要高于30%的附加功率效率。我们一般使用LDMOS射频晶体管实现。据我所知,氮化镓器件的附加功率效率表现超乎寻常。请问哪个才是最好的选择呢?
在规格相近的情况下,氮化镓的附加功率效率表现要比砷化镓好一些。可达50%甚至更多。如果宽带特性也如同高附加功率效率那样对您的基站或着其他应用很有帮助,建议您考虑PowerBand™系列产品,其可在2GHz或更宽频带内提供45%到50%的附加功率效率性能。基于氮化镓工艺的PowerBand™器件将在2009年下半年投入市场。您对您具体的性能需求了解越多,我们就能越早为您提供正确的工序流程。 - TriQuint参与竞争低频高功率氮化镓器件市场吗?
TriQuint重视高频高功率氮化镓市场,氮化镓器件典型的性能优势在于高功率和高频率,这使诸多应用受益。我们也提供卓越的低频低功率产品,例如业界最丰富的砷化镓工艺流程和标准器件。
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