中电五十五所三维GaN高线性微波功率器件技术获突破

近日，中国电科第五十五研究所重点实验室张凯博士发表在国际半导体器件权威期刊《IEEE Electron DeviceLetters》上的论文“High-Linearity AlGaN/GaN FinFETs for Microwave Power Applications”（三维鳍式GaN高线性微波功率器件）被国际半导体行业著名杂志《Semiconductor Today》进行专栏报道，受到国内外业界关注。

图1、《Semiconductor Today》杂志报道截图

SemiconductorToday是总部位于英国具有独立性和非盈利性的国际半导体行业著名杂志和网站，专注于报道化合物半导体和先进硅半导体的重要研究进展和最新行业动态，具有很强的行业影响力。

张凯博士的论文聚焦重点实验室近期在GaN高线性技术方面获得的多个重要突破，创新提出三维GaN FinFET微波功率器件，克服了GaN平面器件瓶颈，极大改善了跨导平整度，大幅提升GaN器件线性度，同时维持高的输出功率和效率，为下一代移动通信高性能元器件奠定基础。本成果也是首次展示GaN三维器件相对于二维器件在微波功率应用的优势与潜力，有力推动了GaN三维器件的实用化进程。该成果研制过程中得到国家自然科学基金、预研基金等课题的支持。

图2、NEDI提出的高线性GaN FinFET器件以及跨导特性

影响相控阵雷达的除了雷达基础结构设计之外，作为最前端负责无线电收发的T/R组件性能对雷达整体性能的影响也是非常大的。目前国际主流的T/R组件类型有砷化镓和氮化镓两种，其中氮化镓是近几年才出现的新兴事物，不光应用于雷达射频等设备，无线电通信也非常需要高性能的氮化镓半导体组件。

在当前半导体行业开始推进各种三维结构芯片的潮流下，引入三维结构，将GaN二维器件改进成三维结构，可以说是一大创新。简单的说，一样的功耗，体积的T/R组件，将能提供出更精确的雷达波形和更高的射频功率，在不增加外部能耗需求的情况下，进一步提高雷达基本性能。