砷化鎵單晶微波積體電路之研製

Abstract

砷化鎵單晶微波積體電路(GaAs MMIC)為未來衛星 通訊之主流,本計畫之總目標,即在國內發展GaAs MMIC科技,做為國內自己發展通訊衛星之基礎.發展 GaAs MMIC科技其成功的主要條件,一為準確的微波 積體電路設計,一為成熟的元件設計與製造技術,本子計畫之主要目標,即係發展GaAs MMIC所需之元 件與製程,此子計畫將分之方向進行.一,各類三五族高頻電晶體之設計與製造.二,微波元件之磊晶層成長之研究.三,MMIC製程(含主動及被動元件及後端製程Backside Process)之研發.其中三五族高頻電晶體之設計與製造,第一年發 展以MESFET為主之低噪音放大器,和高功率放大器 為主,其適用範圍將在2.sim. 10GHz,目的在做為 Satelite Receiver(衛星接受器)和SateliteTransmitter(衛 星傳送器)之元件,第二年後再將此MESFET之技術用至MMIC的線路上.第二年起,並將開始著手Low Noise HEMT(HighElectron Mobility Transistor)和High Power, HBT( Hetrojunction BipolarTransistor)之研究,以為下一代更 高品質之衛星通訊系統舖路,在此類主動元件製 程中,其中牽涉到的技術將包含元件隔離技術( Isolation),電接觸和蕭基接觸的技術(Ohmic Contact, SchottkyContact),閘侵蝕的技術(Gate Recess),次微米閘 製作技術(SubmicroGate),元件鈍化技術(Passivation)及 選擇性侵蝕技術(Selective Etch,主要用在Emitter-Base Etch).在磊晶材料成長方面,由於微波電晶體對磊晶層 要求極為嚴格,否則輸出功率及波型都會受到影 響,因此一般微波元件所用之磊晶,其要求遠較數 位(Digital)元件要求為高,磊晶之要求也依元件結 構不同而有不同的要求.MESFET中,高功率元件其buffer layer(緩衝層)要求極為嚴格,且需較少雜質和 元件缺陷,以達成高功率的效果.因此此類電晶體, 大多以MBE(分子束磊晶成長方法)成長.HEMT方面,則 對Interface Abruptness(介面之凸顯程度)要求較高,因 此大多也以MBE方式成長,在HBT方面,則因介面摻雜 原子之輕緩分佈(Slow Dopant Gradient in the Interface), 有助於元件之特性,因此可以MOCVD和MBE之方法長之 .在材料方面,本計畫將對MBE和在各元件之使用可 能性作一研究,希望能改進材料成長方式.以改進 磊晶之品質,並使成分之分佈變化更多樣性,且易 於控制.