Si基板上AlGaN/GaN HFETの高出力・高利得化に向けたフィールドプレート設計

摘要

We demonstrate high power AlGaN/GaN HFETs on Si substrates with output power of 203W with the linear gain of 16.9dB operated at 2.5GHz. The devices have field plate structures of which design is based on the device parameters extracted from the small signal RF performance. Shortening the field plate length down to 0.6μm suppresses the change of the output impedance by the variation of the drain voltage keeping low feedback capacitance, which results in the high output power with high linear gain. The presented AlGaN/GaN HFETs are very promising for various microwave applications such as cellular base stations, which would lower the system cost taking advantage of cost-effective Si substrates.%Si基板上AIGaN/GaNHFETの高出力化および高利得化に向けてフィールドプレート構造を適用し、小信号RF特性から得られたデバイスパラメータを用いてその設計を行った。フィールドプレート長を0.6μmまで短縮することにより帰還容量を低減しつつ、ドレインバイアスの変化に対する出力インピーダンスの変動を抑制でき、その結果高出力と高利得を両立できることを見出した。この構造を用いることにより、動作周波数2.5GHz、ドレインバイアス50Vにおける連続動作において出力203W、線形利得16.9dBといずれも非常に高い値が得られた。本報告のAIGaN/GaNHFETは安価なSi基板上に形成されているため、携帯電話の基地局などのシステムの大幅な低コスト化が期待でき非常に有望である。