三维鳍式GaN高线性微波功率器件获重大突破

国电科（CETC）第五十五研究所（NEDI）微信公众号4月12日报道，该所重点实验室张凯博士发表在国际半导体器件权威期刊《IEEE Electron DeviceLetters》上的论文《High－Linearity AlGaN／GaN FinFETs for Microwave Power Applications》即《三维鳍式GaN高线性微波功率器件》被国际半导体行业著名杂志《Semiconductor Today》进行专栏报道，受到国内外业界关注。

《Semiconductor Today》报道截图。

张凯博士的论文聚焦重点实验室近期在GaN高线性技术方面获得的多个重要突破，创新提出三维GaN FinFET微波功率器件，克服了GaN平面器件瓶颈，极大改善了跨导平整度，大幅提升GaN器件线性度，同时维持高的输出功率和效率，为下一代移动通信高性能元器件奠定基础。本成果也是首次展示GaN三维器件相对于二维器件在微波功率应用的优势与潜力，有力推动了GaN三维器件的实用化进程。该成果研制过程中得到国家自然科学基金、预研基金等课题的支持。

NEDI提出的高线性GaN FinFET器件以及跨导特性

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而CETC第五十五研究所是我国大型电子器件研究、开发及应用研究所之一，拥有砷化镓微波毫米波单片和模块电路国家重点实验室、国家平板显示工程技术研究中心， 主要从事微电子、光电子、真空电子和MEMS等领域的各种器件、电路、部件和整机系统的开发和生产。对于我国国防工业来说，该所最大的贡献莫过于研发的T／R组件，即无线电收发模块，主要应用于各种相控阵雷达上，包括战斗机火控雷达，预警机，"中华神盾"和防空用雷达等。影响相控阵雷达的除了雷达基础结构设计之外，作为最前端负责无线电收发的T／R组件性能对雷达整体性能的影响也是非常大的。目前国际主流的T／R组件类型有砷化镓和氮化镓两种，其中氮化镓是近几年才出现的新兴事物，不光应用于雷达射频等设备，无线电通信也非常需要高性能的氮化镓半导体组件。

同为中电集团下属14所生产的KLJ－7A相控阵雷达，安装有多达1000多个T／R组件

作为专门负责T／R组件研发的单位，五十五所在突破了砷化镓T／R组建之后就马不停蹄的继续为中国国防工业研发了氮化镓T／R组件。然而由于材料特性等原因，作为新生事物氮化镓T／R组件会出现一些原先所没有遇到过的问题。除了采用金刚石作为衬底材料来改善热传导性能，降低组件功耗之外，三维GaN FinFET的应用可以说是另辟蹊径。

在当前半导体行业开始推进各种三维结构芯片的潮流下，引入三维结构，将GaN二维器件改进成三维结构，可以说是一大创新。简单的说，一样的功耗，体积的T／R组件，将能提供出更精确的雷达波形和更高的射频功率，在不增加外部能耗需求的情况下，进一步提高雷达基本性能。