第三代半导体氮化镓微波器件具备高频、高效、大功率等特点，在新一代移动通信中应用潜力巨大。这一特定领域的突破标志着宽禁带半导体产业迈向新的高地。谁掌握着技术的高地，谁就拥有更多的话语权。
2018年10月23-25日，第十五届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA 2018）暨2018国际第三代半导体论坛（IFWS 2018）在深圳会展中心举行。其中，24日上午由中国电子科技集团第十三研究所、苏州能讯高能半导体有限公司支持协办的“第三代半导体微波射频技术分会”在河北半导体研究所副所长蔡树军和苏州能讯高能半导体有限公司董事长张乃千共同主持下成功召开。
“第三代半导体微波射频技术分会”作为论坛重要技术分会之一，中科院半导体研究所所长助理、研究员张韵分享了《III族氮化物基射频HEMT、HBT与滤波器》研究报告。他介绍说，III族氮化物材料具有禁带宽度大、击穿电场强、二维电子气迁移率高、高声速等优点，是研制高性能高电子迁移率晶体管（HEMT）、异质结双极晶体管（HBT）和高频滤波器等射频器件的理想材料。
氮化镓太赫兹HEMT研究中，短沟道效应导致的跨导降低，将直接影响器件频率特性。尽管高铝组分与超薄势垒外延结构可以缓解短沟道效应带来的问题，但同时也引起了欧姆接触难以制备的问题。选区再生长n+GaN源漏电极，可以为HEMT器件提供一个良好的欧姆接触特性。本文通过MOCVD再生长，实现了界面电阻仅0.004Ω·mm的选区再生长欧姆电极，并实现了154GHz最大振荡频率与64GHz截止频率。
张韵研究员表示，MOCVD选区外延n-AlGaN发射区并成功制备出AlGaN/GaN HBT器件。发射区面积为20×20μm2的器件Gummel plot测试显示直流电流增益为100，在国际上报道的选区外延GaN基HBT中处于领先水平。器件开启电压小于1V，膝点电压小于6.5 V，电流密度达到8 kA/cm2，击穿电压为97V@1μA，对应击穿场强约1.9 MV/cm。另外，我们发现，随着器件面积的减小，电流增益持续增加，这有利于获得高性能的射频HBT器件，实现在下一代通信中的应用。并在报告中详细介绍了射频器件性能。
他认为，受限于铌酸锂声速较低(3400-4000 m/s)，商用铌酸锂基声表面波（SAW）滤波器工作频率通常低于3 GHz，难以满足通讯系统频率不断提升的需求，因此基于高声速AlN薄膜(5600-6000 m/s)的高频SAW滤波器成为研究热点。分别在铌酸锂衬底和AlN/蓝宝石衬底上制备出叉指宽度为2 μm的SAW滤波器，铌酸锂SAW滤波器的中心频率为426.7 MHz，而AlN基SAW 滤波器的中心频率高达703.3 MHz，为铌酸锂器件的1.65倍。制备的AlN基SAW谐振器的品质因数为1347，AlN基SAW 滤波器的插入损耗为8.71 dB。实验结果表明AlN材料在超高频滤波器、传感器方面具有重要的应用前景。根据会议资料整理，如有出入敬请谅解！】
