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赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)是一种适于在10GHz到100GHz频带范围内应用的功率器件,是功率放大器的首选器件之一.该论文建立了一个新的电荷控制模型,提出了一种适于功率PHEMT的新外延层结构,实验和改进了功率PHEMT的单项工艺,成功开发了一套功率PHEMT器件工艺流程,获得了性能良好的器件.主要取得如下研究成果:1.基于泊松方程和异质结能带理论,通过费米能级一二维电子气浓度的线性近似,推导了一个新的基于双异质结双平面掺杂HEMT器件的电荷控制模型,同时计算分析了掺杂浓度,栅金属与顶部平面掺杂层距离等材料结构尺寸对阈值电压和二维电子气浓度的影响,该模型为我们优化和预测双平面掺杂HEMT器件性能提供了一个有效手段.2.提出一种基于功率PHEMT器件的新外延层结构:为了获得大的击穿电压,在GaAs帽层中添加了AlAs选择腐蚀截止层以形成双选择腐蚀栅槽工艺;为了提高输出电流,采用了双异质结双平面掺杂的外延结构.3.利用理论分析和经验公式,设计了GaAs功率PHEMT单管和多指功率管的结构,并结合该实验室四英寸GaAs实验线特点,制定了一套新的功率PHEMT的版图设计规则.4.实验和改进了功率PHEMT的关键工艺,包括台面隔离、欧姆接触、双选择腐蚀栅槽、电镀空气桥以及感应离子耦合(ICP)干法刻蚀工艺,并成功开发一套具有双栅槽结构的GaAs功率PHEMT器件工艺流程.5.测试了单管和多指功率管的直流和高频特性,获得适于在L~C波段工作的性能良好的功率PHEMT器件.栅长1μm的功率PHEMT的I<,max>达到500mA/mm,BV<,gd>达到22V,单管(120μm)和多指功率管(1.2mm)分别获得较高的fT(15GHz,8GHz)和f<,max>(38GHz,12GHz).1.2mm和4.8mm的多指功率PHEMT分别获得430mA和1.4A的电流输出.和单平面掺杂SH-PHEMT进行比较后,发现双平面掺杂DH-PHEMT器件具有输出电流大、跨导带宽大、线性度高等优点.