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【氮化镓】高输入功率应力诱导的GaN 在下的退化LNA退化

2019年,中国工程物理研究院电子工程研究所的Tong等人基于实验与第一性原理计算方法,研究了Ka波段GaN低噪声放大器(LNA)在高输入功率应力下的退化机制。实验结果表明,在27 GHz下施加1 W连续波(CW)输入功率应力后,LNA的增益下降约1 dB,噪声系数(NF)增加约0.7 dB。进一步的测量发现,阈值电压(Vth)的正向偏移导致了增益的下降,而栅极漏电流(Ig)的增加则是NF退化的主要原因。第一性原理计算揭示了Vth偏移和Ig增加的物理机制:在高功率应力下,GaN通道中的VGa-H3复合物发生脱氢反应,形成VGa-H2和氢原子,导致Vth正向偏移;释放的氢原子迁移到AlN势垒中,与VAl-H3复合物结合形成VAl-H4,其缺陷能级作为电子隧穿通道,增加了Ig。该研究的结果对提高GaN LNA的可靠性和稳定性具有重要意义,为优化器件设计、改进材料生长和器件加工工艺提供了理论依据,有助于开发更鲁棒的高性能GaN基无线通信系统。

一、引言



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