SiC襯底X波段GaN MMIC的研究

2．3 GaN MMIC電路研制
版圖設(shè)計(jì)中主要考慮版圖的布局及工藝的兼容性，微帶線間的距離宜大于兩倍基片的厚度，以減小傳輸線間的耦合。在盡量縮小芯片面積的同時(shí)要充分考慮到無(wú)源元件之間、無(wú)源元件與有源器件之間的互干擾效應(yīng)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的版圖進(jìn)行仿真分析。版圖驗(yàn)證采用版圖與原理圖對(duì)應(yīng)、DRC和局部的電磁場(chǎng)分析來(lái)提高電路設(shè)計(jì)的精度。在工藝設(shè)計(jì)上，考慮設(shè)計(jì)采用的元器件模型并不成熟，為了簡(jiǎn)化器件研制工藝，電阻采用體電阻形式，同時(shí)將歐姆接觸引起的電阻加到總的電阻中。有源器件通過(guò)注入隔離，為防止SiN針孔引起擊穿，200 nmSiN分兩次淀積完成，襯底減薄到100 μm，器件全部工藝完成后，得到的MMIC照片如圖5所示。

3 GaN MMIC測(cè)試與分析
GaN MMIC芯片燒結(jié)在銅載體上，進(jìn)行微波功率測(cè)試。確定偏置條件為：VDS=20V，VGS=一3．6 V，在8．5~10．5 GHz頻率測(cè)試連續(xù)波輸出特性，其測(cè)試的微波輸出功率特性曲線如圖6所示，頻率為9．1～10．1 GHz，輸出功率大于40 dBm，增益大于12 dB，JPAE大于30％，增益平坦度±0．2 dB，最大輸出功率為11．04 W。

4 結(jié)論
本文采用國(guó)內(nèi)研制的6H-SiC襯底，自主研制高輸出功率GaN MMIC。采用GaAs功率器件的Materka模型提取的A1GaN／GaN HEMT大信號(hào)建模，應(yīng)用到GaN MMIC的設(shè)計(jì)中，得到較好的研究結(jié)果。利用混合套刻工藝研制出電路芯片，連續(xù)波在9．1~10．1 GHz內(nèi)，輸出功率大于lO W，首次研制出國(guó)產(chǎn)6H-SiC襯底的x波段GaN MMIC，其輸出功率達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。