100W出力AlGaN／GaN EモードHEMT増幅器

摘要

新規3層キャップ構造とリセスゲート構造を用いることにより、高耐圧、高いドレイン電流密度、低い電流コラプスを満たすエンハン′スメント・モニド動作AlGaN／GaN HEMTを作製した．閾値電圧は＋0．25V、破壊耐圧は336V、最大ドレイン電流密度は520 mA／mmが得られた．3層キャップ構造はGaN／AlN／GaNにて構成されており、ピェゾ分極の効果によりシート抵抗を低減している．本研究のHEMTの増幅器としての出力は2．5GHzにおいて1チップで126Wに達し、良好な歪特性も得ることができた．今後は、本構造を短ゲート素子へ展開することにより、高出力ミリ波帯増幅器の実現を目指す．%A novel piezoelectric-induced cap structure in an AlGaN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) was developed for enhancement-mode (E-mode) operation with high breakdown voltage (BV_(gd)), high maximum drain current density (I_(dmax)) and small current collapse. Our developed cap structure consists of a thin GaN/AIN/ GaN triple-layer, which reduces the sheet resistance (R_(sh)) due to conduction band bending. The threshold voltage (V_(th)) is +0.25 V with a high BV_(gd) of 336 V, a high I_(dmax) of 520 mA/mm and small current collapse by using the developed cap structure and a gate recess technique. The single-chip AlGaN/GaN E-mode HEMT amplifier achieved a high output power of 126 W at 2.5 GHz with improved distortion characteristics. This is the first report of an AlGaN/GaN E-mode HEMT with an output power of over 100 W. The developed triple-layer cap structure is a candidate for realizing high-power millimeter-wave applications.