Главная Промышленная автоматика.

/1Ш с luapoHun затдороп

Сопротивление ноптактоб

7000

"1

6000 -

5000

4000 -

3000


Граница раздела буфер-актидный слой


0,1 0,2 0,3 0,1, Глубина, мкм

Рис. 7.4. Профиль подвижности носителей тока в ПТШ с широким затвором

Длина затвора

Диод Шотки

Рис.

7.3. Топология тестовой ячейки

б) коэффициент идеальности;

в) ток утечки.

3. Концентрация примесей - для контроля результатов эпитаксиального выращивания.

4. Подвижность - с использованием ПТШ с длинным затвором.

5. Сопротивление металлизационного слоя затвора.

6. Напряжение отсечки как функция от длины затвора.

В качестве примера на рис. 7.4 представлен профиль подвижности в ПТШ с длинным затвором [6]. Наблюдается высокая подвижность, возрастающая к границе раздела буфер-активный слой, что свидетельствует о хорошем качестве материала. Тщательное изучение этого параметра (наряду с перечисленными) дает возможность обеспечить удовлетворительный контроль при изготовлении прибора.

7.4. ГЕОМЕТРИЯ ПРИБОРА

На фотографии (рис. 7.5), полученной с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ), показан общий вид прибора с номинальной мощностью 1 Вт на частоте 15 ГГц. Длина затвора 1 мкм, ширина каждого из 24 зубцов затвора 100 мкм и общая ширина затвора 2400 мкм.

Фотография, полученная с помощью РЭМ, показывает детали области затвора. Ясно наблюдаются козырьки при подтравливании канала под самосовмещенный затвор. Если считать толндину контактного слоя равной 0,5 мкм, то эффективное расстояние исток-сток составляет только 2 мкм. Столь плотная упаковка позволяет получить отличные высокочастотные свойства.

В дополнение к покрытию толстым слоем золота площадок истоков площадки стока и затвора также покрываются утолщенным слоем золо-la для обеспечения хорошего соединения с проволокой. По сравнению с при-




Петаппизоаи онныи спои опииеского коигрвкта (стон)

бором диапазона 4-8 ГГц, в котором имеется 16 затворов по 150 мкм, сопротивление затвора уменьшено более чем наполовину Влияние этого сопротивления на высоких частотах будет рассмотрено в даль нейшем.

7.5. СБОРКА ПРИБОРА

Для наиболее полного испольэо вания потенциальных возможно стсй GaAs ПТШ корпус или держа тель не должен ухудшать качество прибора Они должны обеспечивать хороший тсплоотвод и донус кать работу прибора в птироком диапазоне частот

Основным в подходе к обеспс чению высокого качества прибо ров является применение обратного монтажа, который снижает как тепловое сопротивление трапзи стора, так и общую индуктивность истока

Общая индукгивность истока аналогична паразитному входному сопротивлению в эквиваленгной схеме прибора, которое приводит к уменьшению коэффициента усиления, росту коэффициента шума, уменьшению выходной мощности Кроме того, технология дальнейшего формирования истока, как описано ранее, обеспечивает однородность общей индук тивности для каждой части транзистора в противоположность обычному методу зазем лсния истока проволоками, при котором наибольшие отличия в дчине проводов приво дят к иеоднородиости в работе отдельных частей прибора Это в свою очередь ведет к ухущпению всех характеристик ПТШ Unacmaiim из кератни Кристалл gaas ПШ Такой эффект особенно заметен в при борах, обладающих большой выходной мощностью Эксп<.риментальныс ре з>льтаты показали, что обратный мои таж увеличивает коэффициент ychjie ния па 2 3 дБ по сравпе.ию с коэф фициентом усиления при обычном мои таже

Метллизаииопныи слои затйора Шотки

Петалли иескии слои они чесного коптаи

та (исток)

Ступень ка пеза cmiiKmtjpbi


ЗатВор

Канавка с расши pnmuiunucn стенками

Контактная пло щаона датВоиа

Рис 7 5 Общий вид и поперечный разрез прибора


Рис 7 6 Кристалл GaAs ПТШ, смоити рованный на держателе

ТептпроМящш

пьедестал Вля ком такта н астону




* 1 **iT :if

ЗЖ $3 Щ 94 Щ 32


Рис 7 7 Кристалл прибора фирмы МьС 88004 (! Вг) Белое пятно показывает рпроша Ю1Цую ( нособность ИК микроскопа Цифрами указано значение гемнературы

Кристаллодержагсль прибор, диапаюна 8 12 ГГц t мощностью 1 Вт показан на рис 7 6 Заметим, что длина проводов, соединяющих сток и laTBop с держателем, не большая, благодаря чему уменьшается индуктивность и упрощаются согласующие це пи Основой крис1аллодержа1елн является покрытая золотом медь, что обеспечивает отвод темпа Уменьшение тепловою сопротивления увеличивает коэффициент усиления и выходную мощность, но, что по видимому, более важно увеличивает срок службы прибора

Измерения тепловою сопротивления стандартных приборов, смонтированных мсю дом обратпою монтажа, проведенные с помощью инфракрасною микроскопа, показа ли, что оно сравнимо с тещювым сопротивлением биполярных трапзисюров Например, одноваттмый C.aAs ПГШ имел 1еШ1ойос сопротивление 17 С/Вт, чю сравнимо с тепло вым сопротивлением одноваггпою биполярною транзистора Па рис 7 показано по it температур прибора мощностью 1 Bi, смятое с помощью инфракрасною сканирую щего микроскопа Однородность температурь, прибора свидсгсльстпуст о xopoincm iciiJiOBOM mom 11же Результаты измерений кмлоиою eonpothhjkuhh 500 случайно отобранных приборов показаны н табл 7 1 Они паизядно говоря i о iсиловой одмород .юсти приборов, смой жронанпых иким образом

Таблица 7 1 Результаты измерения теплового сопротивления с помощью инфракрасного микроскопа

Тип прибора

Выходная моащость.

Тепловое сопротивление, °( /Вт

Измеренное

Срел,мее квадрати

шачение

mecktie ((тклонение

88 ООО

0,05

38,0

88 001

0,25

31,Ь

88 002

0,05

24,3

88 004

16,8

88012





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [35] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.0063