GaAs毫米波宽带功率MMIC

论文摘要

随着微波集成电路的发展,更高频率和带宽是功率MMIC的主要研究方向,GaAs毫米波宽带功率MMIC具有小型化、轻量化、高可靠性、强抗干扰能力、精确跟踪和测量能力等特点,可广泛用于电子对抗、雷达制导等武器装备及民用卫星和通讯系统。通过18-38GHz 100mW功率单片,20-40GHz 300mW功率单片,26-39GHz 500mW功率单片及18.5-30GHz 1W等功率单片的研制,介绍了GaAs PHEMT材料结构设计,有源器件结构设计和建模方法,GaAs无源元件的结构特性,GaAs毫米波宽带功率MMIC的拓朴选择、电路设计和电磁仿真技术,功率MMIC关键工艺实现途径及毫米波功率MMIC测试方法。测试结果基本满足项目指标要求,证明了器件模型的准确性,放大器电路拓扑结构的合理性,以及GaAs MMIC工艺路线和测试方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 GaAs微波单片集成电路及应用
• 1.2 GaAs MMIC发展趋势
• 1.3 毫米波MMIC技术特点及应用方向
• 1.4 宽带MMIC技术特点及应用方向
• 1.5 课题研究意义和论文组织
• 第二章 GaAs器件设计与建模
• 2.1 GaAs功率器件材料设计
• 2.1.1 PHEMT器件工作原理
• 2.1.2 PHEMT材料设计方法
• 2.1.3 毫米波功率MMIC采用的PHEMT材料结构
• 2.2 GaAs功率器件结构设计
• 2.3 PHEMT功率器件模型
• 2.3.1 PHEMT小信号模型等效电路
• 2.3.2 小信号模型参数提取方法
• 2.3.3 PHEMT大信号模型
• 2.3.4 大信号模型参数提取方法
• 2.4 GaAs功率MMIC用到的无源元件
• 2.4.1 MIM电容
• 2.4.2 背面通孔
• 2.4.3 空气桥
• 2.4.4 方块电阻
• 第三章 GaAs毫米波宽带功率MMIC设计方法
• 3.1 宽带GaAs功率MMIC拓扑原理
• 3.1.1 功率MMIC匹配网络
• 3.1.2 宽带功率MMIC拓朴选择
• 3.1.3 GaAs功率MMIC偏置电路
• 3.2 GaAs功率MMIC CAD优化方法
• 3.3 毫米波GaAs功率MMIC的版图布局
• 3.4 GaAs功率MMIC的稳定性和可靠性设计
• 3.4.1 功率MMIC稳定性设计
• 3.4.2 器件可靠性设计
• 3.5 毫米波GaAs功率MMIC设计实例
• 第四章 GaAs毫米波宽带功率MMIC工艺
• 4.1 GaAs功率MMIC工艺流程
• 4.2 GaAs功率MMIC关键工艺
• 4.2.1 PHEMT材料生长方法
• 4.2.2 台面隔离
• 4.2.3 光刻工艺
• 4.2.4 栅挖槽工艺
• 4.2.5 器件钝化技术
• 4.3 GaAs功率MMIC “T”形栅的制作
• 4.3.1 0.15μm “T”形栅制备方法
• 4.3.2 三层胶电子束直写技术
• 4.3.3 介质栅工艺技术
• 4.4 GaAs功率MMIC的工艺控制
• 第五章 GaAs毫米波功率MMIC测试方法
• 5.1 毫米波功率MMIC直流测试
• 5.2 毫米波功率MMIC的微波测试
• 5.2.1 在片测试
• 5.2.2 在片测试校准技术
• 5.2.3 夹具测试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果