GaN微电子:现状与未来

摘要

本文概述了GaN微电子产生的背景与发展历程，介绍了其具有的特点与采用的有源器件，分析了GaN微波功率放大器的性能、在宽带、高效率和高功率方面取得的突破以及在宽带低噪声放大器和微波开关的功率耐受性方面具有的潜力，并探讨了GaN HEMT器件在高功率密度、高压工作、高的二维电子器浓度和高导热等方面的优势与缺陷，在数字电路中应用以及其数字电路在超高速领域的发展潜力。GaN微电子的发展规律和GaAs微电子发展很类似，从分立器件到NINIIC，目前又进入高速数字电路的发展初期，与MMIC在通讯、雷达、电子对抗和空间应用等方面已开展大量研究。目前GaN HEMT高速器件的加工尺度已进入了GaN纳电子的范畴，介已达到220 GHz，正向升为300--500 GHz进军。由于GaN纳电子在栅长达到10 nm量级时，其击穿电压还能保持10 V，将成为Si CMOS高速电路在数模和射频电路领域的后续发展中的有益的补充。