宽禁带半导体器件的发展_毕克允

120062中国电子科学研究院学报JournalofCAEITVol.1No.1Feb.2006　　　毕克允1,李松法2(1.中国公司电子科学研究院,北京　100041)(2.中电科技集团公司第13研究所,石家庄050051)　:　概要介绍了宽禁带半导体器件的近期发展情况。AlGaN/GaN微波功率HEMT、蓝光激光器和紫外探测器在军用电子系统中具有特殊重要的应用价值,同时在民用领域也有良好的应用前景和广阔的市场。简要描述了它们的技术特点,以及在相控阵雷达、电子战系统、精确制导、水下光通信和探测系统中的应用前景。:　宽禁带半导体器件;相控阵雷达;电子战系统;水下光通信;精确制导:TP309　　:A　　:1673-5692(2006)01-006-05TheDevelopmentofWideBandGapSemiconductordeviceBIKe-yun1,LISong-fa2(1.ChinaAcademyofElectronicsandInformationTechnology,Beijing100041)(2.TheNo.13ResearchInstituteofCETC,Shijiazhuang050051)Abstract:　SomeinformationofWideBandGap(WBG)Semiconductordevice'sdevelopmentareintroduced.AlGaN/GaNmicrowavepowerHEMT、BlueLaserdiodeandUVdetectorarrayarespecialimportantformilitaryelectronicsandalsohavegoodapplicationforegroundforcivilengineering.Thetechnicalfeaturesandsomeappli-cationinphasearrayradar,EWsystems,precisioncontrolandguideaswellasopticalcommunicationanddetec-torunderwaterofWBGSemiconductordevicesarediscussed.Keywords:　WBGSemiconductorDevice;phasearrayradar;EWsystems,precisioncontrolandguide,opticalcommunicationunderwater　　1　　(SiC)、(GaN)、(AlN)。,,,,。208090,SiCGaN,。SiC、GaN、、、MEMSGaAs,。,AlGaN/GaNHEMT,。,:。,　:2006-01-04　　:2006-02-10。2　AlGaN/GaNHEMT2.1　GaNAlGaN/GaNHEMT、,。①,,。SiCAlGaN/GaNHEMT10W,GaAsHEMT20,。:20mmGaAsHEMTX8～10W,,AlGaN/GaNHEMT1mm。,,,,,,。,T/R。②,、、。AlGaN/GaNHEMT28V,42V。/,,,,,,、、。③,。GaN3.4(eV),3,GaAs2,GaNGaAs。GaNSiGaAs300℃,500℃,,,,。、;,、GaAs,。④GaN,,。GaN,,、,HEMT,GaNHEMTGaAs。、1%,GaN、、、,AlGaN/GaAsHEMT。⑤GaN、,。AlGaN/GaNHEMT、。,AlGaN/GaNHEMT(、),,、,,,,、。2.2　AlGaN/GaNHEMT　　(Cornell),1994AlGaN/GaNHEMT,,GaNHEMT,:,;,。1994AlGaN/GaNHEMT,4～5,1999,,GaNHEMT,10GHz40W2GHz230W。720061,GaN。(ONR),AlGaN/GaNHEMT,2000,12.5W/mm,28.9W/mm。Cree200110W/mm,200330W/mm。SiC、GaN,GaNHEMT;,(DARPA)、ONR、(AFRL)、(BMDO)GaN,,Cree20018GaNHEMT,,,GaNHEMT。,2001(WB-STI),,。WBSTI,:20054DARPA(Csmanutech),1、2。1　　SiC(mm)5075(MP/cm2)805(Ψ-cm)1051011GaN(mm)15×1550(/cm2)1097x106(Ψ-cm)1021092　　MBE(%)±5±2.16(mm)5075(%)--±2MOCVD(%)±10±1.72(mm)5075(%)--±2.8　　:75mmSiC,、,。(WBSTI)2005、,、,3。3　、　18364860IC1:XT/R(um)12501250------(V)28404848(GHz)8～128～128～128～12(W)7.947.941560(hrs)1051051051062:Q(um)500500------(V)25282828(GHz)40404040(W)1.261.58420(hrs)1041051051063:(um)400125012501250(V)40404848(GHz)8～128～122～202～20(W)2.637.9415100(hrs)1051051051068200613:、,、8mm。2005,4～5,2009,8～12GHz60WT/R,2～20GHz100W,40GHz20W、。,。,DARPAWBSTI,,,,、,。WBSTI。,,。,,、WBSTI,4。4　SiCMESFETCree4GHz10W,11dB,PAE45%2000Cree2.7GHz60W,12dB,PAE45%2004GaNHEMTCree4GHz32.2W/mm,PAE54.8%,8GHz30.6W/mm,PAE49.6%2003Creefo=8GHz,Po=14.5W,GP=10dB,PAE=40%,PO/mm=8.5W/mm2001Cree35GHzMMIC,3.5W,22%2003Fujitsu2.1GHz174W,54%,150W12.9dB2003NitronexFo=2GHz,P-2=120W,GP=11.3dB,PAE≥39%2004NEC2GHz230W,PAE=67%,9.5dB4GHz156W,PAE=67%,13dB20042005NEC30GHz2.3W,8.8dB,PAE38%30GHz5.8W,9.2dB,PAE43%20042005NECfmax=190GHz,ft=80GHz.(Lg=90nm)2005　　4WBSTI,,1～100GHz;,。4,:2002SiC25000,92%,Cree85%,20000,Cree20018GaNHEMT,,Cree2006……,Cree,、。3　(),、。,,,220～260nm,。,。3.1　470nm～540nm,470nm～540nm,100m1%,600m,,,,,。1977—,。1980,,,、、。,920061(),Kaman“”NorthgropALARMS,,30m。。3.2　　　GaN,,GaN。、。20000。3.3　　　GaN。InGaN、LD;AlGaN/GaN/AlGaNLD;In-GaNLD,417nm,LD。780nm,CD-ROM700MB,DVD-ROM14GB,100～150ms20～40ms。,DARPA。GaNLD、、AlGaN。4　　AlGaN/GaNHEMT、:,。:“,”。,SiCGaN。SiCGaN、。·、····、,,。,,。,,,。,,,。　　毕克允(1939-),男,研究员,1963年毕业于中国科学技术大学物理系。历任电子13研究所所长,中国电子科学研究院副院长,电子工业部基础局局长。多年来主要从事微电子技术领域的研究工作,曾获国家级科技进步二、三等奖,部科技进步一等奖五项,撰写论文、报告40余篇并在各种会议和期刊发表,编著10余部。李松法(1939-),男,籍贯浙江省,研究员,主要从事化合物半导体器件和集成电路研究。1020061