HEMTs, die aus Feldeffekttransistoren (FETs) hervorgegangen sind, eignen sich zur Herstellung monolithischer integrierter Mikrowellenschaltungen (MMICs).
HEMTs wurden ursprünglich erzeugt, um eine hohe Elektronenmobilität in Halbleiterbauelementen bei Raumtemperatur zu erreichen. Die Elektronenmobilität von FETs ist selbst bei hohen Dotierungsniveaus begrenzt, so dass die hohe Elektronenmobilität, die mit AlxGa1-xAs/GaAs-Quantentrog-HEMTs-Heterostrukturen erreicht wird, Metall-Halbleiter-FETs (MESFETs) in drahtlosen Kommunikationsschaltungen schnell ersetzt hat.PAM-XIAMEN kann AlGaAs/GaAs HEMT Epiwafer anbieten, mehr sehen Sie bitte:https://www.powerwaywafer.com/gaas-hemt-epi-wafer.html.
1. Über die HEMT-Technologie
Die hohe Elektronenmobilität in der HEMT-Struktur ergibt sich aus der Kombination von dotiertem Breitbandhalbleiter und undotiertem Halbleiter mit schmaler Bandlücke. Die Struktur der beiden Materialien mit unterschiedlichen Bandlücken bildet mit der Dotierungszone des Kanals einen Heteroübergang. Solche HEMT sind auch als Heterostruktur-FET (HFET) oder modulationsdotierter FET (MODFET) bekannt.
Die GaN/AlGaN-HEMT-Technologie entwickelt sich schnell und macht HEMT-Geräte für Hochspannungs-, Hochstrom- und Schaltungen mit niedrigem Einschaltwiderstand geeignet. Im Gegensatz zu Si- oder GaAs-basierten Geräten haben auf GaN-HEMT-Wafern hergestellte Geräte spezielle Eigenschaften wie eine höhere Durchbruchspannung, Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Verlustleistungsdichte.GaN-HEMT-Epitaxialwafer kann geliefert werden, Details bitte lesenhttps://www.powerwaywafer.com/gan-wafer/gan-hemt-epitaxial-wafer.html.
Wenn zwei Arten von Halbleitern mit unterschiedlichen Bandlücken und Dotierungsniveaus in die Vorrichtungsstruktur integriert werden, bewegen sich Elektronen mit niedrigerer Energie in Richtung des Materials mit schmaler Bandlücke. Diese Ladungsübertragung wird durch das elektrische Feld zwischen dem Elektron und dem Donorion abgestoßen, wodurch das Ladungspotential tendenziell geändert wird.
Die Ladungsträger sind auf den dreieckigen Quantenmuldenbereich des undotierten Materials mit schmaler Bandlücke beschränkt, das an das dotierte Material mit breiter Bandlücke angrenzt. Die Dünnheit des Quantenmuldenbereichs erzeugt 2DEG des freien Ladungsträgers.
In diesem 2DEG gibt es keine anderen Donorelektronen. Daher ist die Elektronenmobilität in diesem Bereich sehr hoch. Diese Heterostruktur begünstigt eine hohe Elektronenmobilität in HEMTs.
Die Verwendung von zwei Halbleitern in der HEMT-Struktur hat die gleiche Gitterkonstante oder den gleichen Atomabstand. Wenn die Gitterkonstanten nicht übereinstimmen, kann dies zu Banddiskontinuitäten, tiefen Fallen und schließlich zu einer Verschlechterung der HEMT-Leistung führen.
Aufgrund der leichten Diskontinuität des Leitungsbandes am Heteroübergang und der fehlenden Potentialbarriere zwischen dem 2DEG sind nur wenige Elektronen im Kanal eingeschlossen, was zu einer niedrigeren Nennstromstärke des HEMT führt.
2. Entwicklung der pHEMT-Technologie
Zwischen Kanal und Grundplatte kann eine Barriere eingebracht werden, um die Nachteile von HEMT zu überwinden. Daher kann zwischen GaAs-Puffer und Versorgungsschicht ein Pseudo-InGaAs-Kanal erzeugt werden, der die HEMT-Struktur in die pHEMT-Struktur überträgt. Aufgrund der pHEMT-Technologie können HEMT-Vorrichtungen aus Materialien mit stark unterschiedlicher Bandlücke hergestellt werden.PAM-XIAMEN bietet GaAs-PHEMT-Wafer für Ihre Geräte, Spezifikationen finden Sie unterhttps://www.powerwaywafer.com/gaas-phemt-epi-wafer.html.
3. Warum HEMT- und pHEMT-Epitaxiestrukturen entwickeln?
HEMT-Vorrichtungen mit weniger Elektronenkollisionen in 2DEG haben sehr niedrige Rauschkoeffizienten. Daher sind HEMTs ideal für rauscharme Verstärkerschaltungen, Oszillatoren und Mischer, die im Frequenzbereich bis 100 GHz arbeiten. Aufgrund ihres geringen Rauschens, ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit und ihrer Hochfrequenzleistung werden HEMT und pHEMT üblicherweise in MMIC in HF-Kommunikationssystemen verwendet. Darüber hinaus werden sie auch in Schaltkreisen für Hochgeschwindigkeits-Datennetzwerk-Kommunikationssysteme, Rundfunkempfänger und Radargeräte verwendet.
HF- und Mikrowellenschaltkreise, die bei hohen Frequenzen arbeiten, müssen eine hohe Verstärkung, einen hohen Wirkungsgrad und ein geringes Rauschen bieten, um in einer Vielzahl von Branchen eine überlegene Leistung zu erzielen. HEMT- und pHEMT-Wafer sind innovative Halbleitermaterialien für Komponenten, die diese Standards erfüllen. Um robuste und zuverlässige Schaltungen mit verbesserten Verstärkungs-, Geschwindigkeits- und Rauscheigenschaften zu erreichen, werden HEMTS- und pHEMT-Epitaxiestrukturen für drahtlose Kommunikationsschaltungen empfohlen, um die Leistung zu verbessern.
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