Abstract
An overview of properties and recent achievements for AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMT) on semi-insulating SiC substrate is given towards high power and broadband applications up to a frequency of 40 GHz. Starting from epitaxial growth and process technology we present state-of-the-art power results obtained at the Fraunhofer Institute (IAF) from AlGaN/GaN HEMTs on SiC. Further, a one-stage 16 GHz MMIC power amplifier circuit with 1.6 W output power is presented. This result represents the first AlGaN/GaN MMIC on SiC fabricated in Europe.
Zusammenfassung
Diese Arbeit gibt einen Überblick über Eigenschaften und jüngste Ergebnisse auf dem Arbeitsgebiet von AlGaN/GaN High Electron Mobility-Transistoren (HEMTs) auf semi-isolierendem Substrat in Hinblick auf Hochleistungs- und Breitband-Anwendungen bis 40 GHz Operationsfrequenz. Angefangen vom epitaktischen Wachstum über die Prozesstechnologie präsentieren die Autoren Leistungsergebnisse vom Stand der Technik, die am Fraunhofer Institut für angewandte Festkörperphysik (IAF) erreicht wurden. Ferner wird ein einstufiger 16 GHz MMIC Leistungsverstärker präsentiert, der eine Ausgangsleistung von 1,6 W erreicht. Dieses Ergebnis repräsentiert den ersten AlGaN/GaN MMIC auf SiC-Substrat, der in Europa hergestellt wurde.
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References
Ambacher, O., Smart, J., Shealy, J. R., Weimann, N. G., Chu, K., Murphy, M., Schaff, W. J., Eastman, L. F., Dimitrov, R., Wittmer, L., Stutzmann, M., Rieger, W., Hilsenbeck, J. (1999): Two-dimensional electron gases induced by spontaneous and piezoelectric polarization charges in N- and Ga-face AlGaN/GaN heterostructures. J. Appl. Phys. 85 (6): 3222–3233.
Brown, A., Jokerst, N. M., Doolittle, A., Brooke, M., Kuech, T. F., Sang-Woo, S., Sangbeom, K., Sa, H., Jeng-Jung, S. (2001): Heterogeneous integration: from substrate technology to active packaging. Intl. Electron Dev. Meet. Tech. Dig., Washington, DC: 197–200.
Eastman, L. F. (2002): Experimental power-frequency limits of AlGaN/GaN HEMT’s. Intl. Microwave Symp. Dig. 3, Seattle: 2273–2275.
Inoue, K., Ebihara, K., Haematsu, H., Igarashi, T., Takahashi, H., Fukaya, J. (2000): A 240 W push-pull GaAs power FET for WCDMA base stations. Intl. Microwave Symp. Dig. 3, Boston: 1719–1722.
Kiefer, R., Quay, R., Müller, S., Köhler, K., van Raay, F., Raynor, B., Pletschen, W., Massler, H., Ramberger, S., Mikulla, M., Weimann, G. (2002): AlGaN/GaN-HEMTs for power applications up to 40 GHz. Proceedings IEEE Lester Eastman Conf. on High Performance Dev., Newark: 502–504.
McCarthy, L. S., Smorchkova, I. P., Huili, X., Kozodoy, P., Fini, P., Limb, J., Pulfrey, D. L., Speck, J. S., Rodwell, M. J. W., DenBaars, S. P., Mishra, U. K. (2001): GaN HBT: toward an RF device. IEEE Trans. Electron Dev. 48 (3): 543–551.
Pribble, W. L., Palmour, J. W., Sheppard, S. T., Smith, R. P., Allen, S. T., Smith, T. J., Ring, Z., Sumakeris, J. J., Saxler, A. W., Milligan, J. W. (2002): Applications of SiC MESFETs and GaN HEMTs in power amplifier design. Intl. Microwave Symp. Dig. 3, Seattle: 1819–1822.
Shinohara, K., Yamashita, Y., Endoh, A., Hikosaka, K., Matsui, T., Mimura, T., Hiyamizu, S. (2001): Ultrahigh-speed pseudomorphic InGaAs/InAlAs HEMTs with 400-GHz cutoff frequency. IEEE Elec. Dev. Lett. 22 (11): 507–509.
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Quay, R., Weimann, G. AlGaN/GaN HEMTs on SiC for high power broadband applications up to 40 GHz. Elektrotech. Inftech. 120, 75–78 (2003). https://doi.org/10.1007/BF03054860
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