內匹配型Ku波段大功率器件的設計與實現(xiàn).pdf

1、主要研究了Ku 波段微波功率器件內匹配技術，解決了Ku 波段GaAs 微波大功率器件實現(xiàn)的技術途徑，成功研制出內匹配型Ku 波段(14.0～14.5GHz)15W 大功率器件。 一個內匹配型GaAs功率器件由管芯、管殼和輸入、輸出內匹配電路組成，即將有源管芯與無源微波匹配元件封裝在標準化的管殼內，在一定的微波頻段內實現(xiàn)功率放大。 首先，在管芯的工藝設計過程中，利用挖槽控制溝道厚度，并采用了坡度槽、柵偏源結構，有效改善了器

2、件擊穿電壓。在器件鈍化工藝中，研究了通過調整He/N2 比例，控制H含量，有效地降低了SiN 膜應力。通過大量合金條件的實驗,確定了歐姆接觸的優(yōu)化工藝，研制出了總柵寬為19.2mm 、柵長為0.35 um 的GaAs 功率HFET。然后對HFET 管芯進行阻抗匹配，使用鍵合引線電感和高介陶瓷電容等匹配元件構成LC 匹配電路，對管芯端口阻抗進行變換，再通過λ/4阻抗變換線匹配至50Ω，兩管芯用功分器進行功率合成，并利用ADS 軟件，對匹配

3、電路進行優(yōu)化，依據(jù)得到的元件參數(shù)值，制備匹配元件。管芯和匹配元件需封裝在管殼內，因此對管殼進行了電學和熱學分析，設計了三級臺階的新結構，滿足了Ku 波段高頻平面?zhèn)鬏數(shù)囊?。并對測試系統(tǒng)進行了改進，設計制作的測試盒具有較小的損耗，且平坦度較好。最后，通過燒結、鍵合把管芯和匹配元件裝配在管殼內，調整匹配電路，使管芯發(fā)揮出更好的性能。經(jīng)調試后，兩個19.2mm 柵寬管芯功率合成的器件，飽和漏電流Idss=300 mA/mm,跨導Gm=390m