张凯
- 作品数：13 被引量：11H指数：2
- 供职机构：南京电子器件研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信理学更多>>
- 低压硅基GaN射频器件
- 2023年
- 基于硅基GaN的射频器件具有高功率、高效率、宽带工作以及低成本、批量化生产的优势,有望应用于5G移动终端等重要场景,具有巨大市场潜力。南京电子器件研究所发展了低损耗低方阻硅基GaN射频材料,开发了低阻欧姆接触技术,接触电阻(RC)仅有0.073Ω·mm(如图1所示),掌握了0.15μm和0.25μm低压器件设计与制备工艺。
- 张凯朱广润房柏彤王伟凡汪流陈堂胜
- 关键词：射频器件欧姆接触批量化生产方阻低损耗
- 增强型硅基氮化镓p沟道晶体管器件被引量：2
- 2022年
- 近来,集成栅极驱动器的商用氮化镓(GaN)功率IC已成功推向市场。与传统硅芯片所采用的CMOS技术不同,GaN功率IC则是采用基于n沟道器件的直接耦合晶体管逻辑(DCFL)实现。在DCFL逻辑架构里,上拉网络中的耗尽型晶体管器件处于常开状态,当下拉网络开启时,整个电路系统会产生大量的静态功耗。为充分发挥GaN技术的潜力,实现GaN互补逻辑电路的研制,亟需开发高性能增强型GaN p沟道晶体管制备技术。
- 王登贵周建军张凯胡壮壮孔月婵陈堂胜
- 关键词：CMOS技术功率IC静态功耗硅芯片
- GaN太赫兹肖特基变容二极管倍频效率的研究被引量：2
- 2018年
- 本文使用Sentaurus仿真工具对恒定掺杂和渐变掺杂两种典型掺杂的GaN太赫兹肖特基变容二极管进行了仿真研究。着重研究了两种掺杂方式下轻掺杂外延层掺杂浓度对变容二极管的C-V特性和倍频效率的影响。通过数字滤波求解输入频率300GHz幅值8V的正弦电压在偏置电压为-8V时产生的各频率分量,计算出具有不同掺杂浓度的GaN二极管的倍频效率。结果显示,在仿真掺杂浓度范围内并且不考虑外围电路影响的前提下,恒定掺杂的GaN变容二极管的二倍频效率最大值为32.5%,三倍频效率最大值为16.1%;而采用渐变掺杂方式能够显著提高二极管的倍频效率,在仿真的掺杂浓度范围内,二倍频与三倍频效率均最大能提高50%左右。通过理论推导和仿真结果的计算揭示了决定掺杂浓度与倍频效率之间的关系变化趋势的内在因素。本文的研究对GaN肖特基变容二极管的倍频效率进行了理论预测,并提出了渐变掺杂提高倍频效率的解决方案,这对后续的器件设计与制备具有指导意义。
- 代鲲鹏张凯林罡
- 关键词：GAN太赫兹倍频效率
- 增强型GaN功率器件及集成技术
- 2017年
- 针对氮化镓(GaN)功率器件的研制,采用栅区域势垒层减薄技术及p-GaN栅结构,分别研制了阈值电压2 V以上、击穿电压1 200 V以上的凹槽栅结构和阈值电压1.1 V、击穿电压350 V以上、输出电流10 A以上的p-GaN栅结构增强型GaN功率器件。同时基于栅区域势垒层减薄技术,开发了GaN增强型/耗尽型(E/D)集成技术,并展示了采用E/D集成技术研制的51级GaN环形振荡器验证电路,集成了106只晶体管,级延时仅24.3 ps。
- 周建军孔岑张凯孔月婵
- 关键词：功率器件氮化镓增强型集成技术
- 截止频率1.2 THz的GaN肖特基二极管及其三倍频单片集成电路
- 2024年
- 通过设计不同掺杂浓度和厚度的GaN低掺杂外延层,制造了两款SiC基GaN肖特基势垒二极管(Schott⁃ky barrier diode,SBD)。结果显示在低掺杂层厚度为80 nm,掺杂浓度为8×10^(17)cm^(−3)条件下制备的GaN SBD截止频率高达1.2 THz。基于该SBD管芯制备了平衡式三倍频单片集成电路,室温下三倍频电路在305~330 GHz频段内连续波饱和输出功率大于10 mW,带内最大输出功率达25 mW,最高倍频效率达到3.3%。
- 代鲲鹏纪东峰李俊锋李传皓张凯吴少兵章军云
- 关键词：三倍频单片集成电路梁式引线
- 340 GHz GaN大功率固态倍频链被引量：4
- 2023年
- 随着太赫兹技术的应用和发展,对大功率太赫兹固态源的需求愈加迫切。文中基于GaN肖特基二极管(SBD)工艺设计并制造了具有高功率输出的170 GHz和340 GHz太赫兹倍频器,实现了340 GHz大功率太赫兹固态倍频链。采用多管芯GaN SBD提高器件功率承载能力,综合开展电路优化设计提升倍频性能,通过仿真研究和实验测试,验证了倍频器设计的有效性和先进性。170 GHz倍频器的实测峰值输出功率达到580 mW,倍频效率为14.5%。340 GHz倍频器的实测峰值输出功率为66 mW,倍频效率为12.5%。该太赫兹固态倍频链性能优良,在太赫兹系统中具有重要的应用价值。
- 郑艺媛张凯张凯钱骏孔月婵陈堂胜
- 关键词：太赫兹氮化镓肖特基二极管倍频器
- 截止频率0.8 THz的GaN肖特基二极管及其设计被引量：3
- 2022年
- 通过设计圆形阳极以及相同面积不同周长的指形阳极,研究了不同阳极周长面积比对太赫兹频段内GaN肖特基二极管串联电阻的影响。在阳极面积分别为7.1、12.6、19.6μm^(2)时,采用圆形阳极的二极管串联电阻分别为14、11、6Ω。相同面积下采用指形阳极的二极管串联电阻分别为6.0、4.4、3.3Ω,截止频率达804、753、791GHz,截止频率分别提升了27%、35%、25%。结果表明,适当提升肖特基二极管阳极的周长面积比能降低串联电阻,提高二极管的截止频率。
- 代鲲鹏张凯李传皓范道雨步绍姜吴少兵林罡林罡
- 关键词：GAN肖特基二极管太赫兹
- 16 Gb/s GaN数模转换器芯片
- 2017年
- 南京电子器件研究所基于76．2mm（3英寸）0．1μm GaN工艺，采用f1／fmax分别为100GHz／165GHz的耗尽型晶体管设计，首次研制出16Gb／s的3bit DAC芯片。该芯片内核面积约为1．20mm×0．15mm。
- 张有涛孔月婵张敏周建军张凯
- 关键词：DAC芯片B/SGAN晶体管设计耗尽型
- 栅极面积和ESD结构对AlGaN/GaN MIS-HEMTs中LPCVD-SiNx栅介质TDDB特性的影响
- 2021年
- 基于CMOS兼容性GaN工艺,研制出具有低压化学气相沉积SiNx栅介质的硅基AlGaN/GaN异质结金属-绝缘层-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs)器件。通过威布尔统计分析,研究了栅介质面积和静电释放(ESD)结构对SiNx的经时击穿(TDDB)特性的影响。结果表明,较小的栅介质面积有利于更长的器件寿命,而ESD保护结构有利于提升器件栅介质在高电压应力下的可靠性和稳定性,主要原因为SBD的寄生电容可有效吸收电脉冲感应在介质薄膜中产生的电荷。最后,通过线性E模型预测具有35 nm厚LPCVD-SiNx栅介质的AlGaN/GaN MIS-HEMTs在栅极电压为13 V条件下的击穿寿命可达20年(0.01%,T=25℃)。
- 戚永乐王登贵周建军张凯孔岑孔月婵于宏宇陈堂胜
- 关键词：栅介质经时击穿
- 高耐压氧化镓射频场效应晶体管
- 2023年
- 超宽禁带氧化镓是发展新型大功率电力电子和射频器件的新一代先进战略性电子材料。近年来,得益于单晶衬底制备及n型掺杂技术的进步,氧化镓在电力电子器件领域取得了突破性的进展,然而氧化镓体掺杂沟道较厚,亚微米以下栅长器件短沟道效应严重,频率性能受限。南京电子器件研究所联合南京大学、上海微系统所、天津电子材料研究所,突破了氧化镓上低能离子注入沟道技术,实现了高浓度的类二维电子气超薄导电沟道,研制出高击穿电压的氧化镓射频场效应晶体管[1]。
- 郁鑫鑫周建军李忠辉陶然吴云张凯孔月婵陈堂胜
- 关键词：二维电子气氧化镓短沟道效应射频器件宽禁带
