1、與傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件GaAs和GaN HEMTs相比，InAs/AlSb HEMTs作為典型的銻基化合物半導(dǎo)體(ABCS)器件具備更高的電子遷移率和電子飽和漂移速度，在高速、低功耗、低噪聲等應(yīng)用方面擁有良好的發(fā)展前景。特別在深空探測方面，InAs/AlSb HEMTs作為深空探測的低噪聲放大器(LNA)的候選核心器件具有無可比擬的優(yōu)勢。因此，本文針對InAs/AlSb HEMTs器件開展了系統(tǒng)研究，在器件特性研究、模型建立、電路設(shè)計及制備工

2、藝等方面進行了較為深入的探討，填補了我國在該領(lǐng)域的空白。
　　對InAs/AlSb HEMTs器件結(jié)構(gòu)及工作機理進行了分析，并對器件特性進行了研究，發(fā)現(xiàn)由于窄帶隙及Ⅱ類能帶交錯結(jié)構(gòu)的影響，InAs/AlSb HEMTs存在較大柵極漏電流，同時碰撞離化效應(yīng)對其直流和RF影響顯著。在此基礎(chǔ)上，研究了適用于InAs/AlSb HEMTs的小信號等效電路模型，并對傳統(tǒng)模型參數(shù)提取方法做出改進。對InAs/AlSb HEMTs器件的噪聲進行

3、理論分析，建立了改進小信號噪聲模型，引入ing和ind分別表示柵極熱噪聲和漏極熱噪聲，同時在柵極附加另外的一個噪聲源ing,s來表征散粒噪聲的影響。改進模型可以精確模擬InAs/AlSb HEMTs器件的碰撞離化效應(yīng)和柵極漏電流特性對RF性能的影響，可以準(zhǔn)確表征器件的S參數(shù)、Y參數(shù)、穩(wěn)定性系數(shù)、電流增益，mason's增益以及噪聲系數(shù)等利用上述建模方法，對已發(fā)表論文中的InAs/AlSb HEMTs進行小信號噪聲等效電路模型提取，并使用

4、該模型完成Ku波段低噪聲放大器(LNA)設(shè)計與仿真。該InAs/AlSb HEMTs LNA采用兩級級聯(lián)共源共柵源極電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，其中第一級主要著眼于低噪聲的實現(xiàn)，第二級則用于提高增益。通過ADS軟件中的數(shù)值優(yōu)化插件進行寬頻帶內(nèi)的匹配電路設(shè)計和優(yōu)化，使得在工作頻帶內(nèi)各頻點的噪聲、增益以及反射系數(shù)等性能得到均衡。仿真結(jié)果表明在12-18 GHz的寬頻帶范圍內(nèi)，LNA增益大于15 dB，增益平坦度小于±0.4dB，噪聲系數(shù)小于1.5

5、dB，輸入輸出反射系數(shù)小于-10 dB，性能指標(biāo)良好。
　　對傳統(tǒng)肖特基InAs/AlSb HEMTs的主要制備流程及臺面隔離、源漏歐姆接觸、柵槽刻蝕、肖特基柵接觸等主要工藝細(xì)節(jié)進行了討論，完成了一款柵寬為2×30μm、柵長為40nm的肖特基柵InAs/AlSb HEMTs的制備。測試結(jié)果表明該器件具備初步的直流特性，這是國內(nèi)首次對該方面進行報道，填補了國內(nèi)InAs/AlSb HEMTs成品的空白。提出使用InAs/AlSb MO

6、S HEMTs替代肖特基InAs/AlSb HEMTs的方法以便改善柵極漏電性能，使用high-k MOS電容結(jié)構(gòu)隔離柵替代傳統(tǒng)肖特基柵。為了單獨分析柵性能，對HfO2/InAlAs MOS電容進行制備，與傳統(tǒng)肖特基金屬半導(dǎo)體接觸相比，測試結(jié)果表明其漏電特性得到明顯改進，漏電流密度可控制在10-5Acm-2數(shù)量級以內(nèi)。同時完成漏電機制分析，結(jié)果表明低壓區(qū)以熱電子發(fā)射機制為主，而在高壓區(qū)則以F-N隧穿機制為主。對該HfO2/InAlAs