SiC襯底X波段GaN MMIC的研究

2．3 GaN MMIC電路研制
版圖設計中主要考慮版圖的布局及工藝的兼容性，微帶線間的距離宜大于兩倍基片的厚度，以減小傳輸線間的耦合。在盡量縮小芯片面積的同時要充分考慮到無源元件之間、無源元件與有源器件之間的互干擾效應，同時對設計的版圖進行仿真分析。版圖驗證采用版圖與原理圖對應、DRC和局部的電磁場分析來提高電路設計的精度。在工藝設計上，考慮設計采用的元器件模型并不成熟，為了簡化器件研制工藝，電阻采用體電阻形式，同時將歐姆接觸引起的電阻加到總的電阻中。有源器件通過注入隔離，為防止SiN針孔引起擊穿，200 nmSiN分兩次淀積完成，襯底減薄到100 μm，器件全部工藝完成后，得到的MMIC照片如圖5所示。

3 GaN MMIC測試與分析
GaN MMIC芯片燒結在銅載體上，進行微波功率測試。確定偏置條件為：VDS=20V，VGS=一3．6 V，在8．5~10．5 GHz頻率測試連續波輸出特性，其測試的微波輸出功率特性曲線如圖6所示，頻率為9．1～10．1 GHz，輸出功率大于40 dBm，增益大于12 dB，JPAE大于30％，增益平坦度±0．2 dB，最大輸出功率為11．04 W。

4 結論
本文采用國內研制的6H-SiC襯底，自主研制高輸出功率GaN MMIC。采用GaAs功率器件的Materka模型提取的A1GaN／GaN HEMT大信號建模，應用到GaN MMIC的設計中，得到較好的研究結果。利用混合套刻工藝研制出電路芯片，連續波在9．1~10．1 GHz內，輸出功率大于lO W，首次研制出國產6H-SiC襯底的x波段GaN MMIC，其輸出功率達到國內領先水平。