首款實(shí)現(xiàn)太赫級(jí)振蕩頻率(fmax)的InP基晶體管面世

時(shí)間:2008-01-08

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):日前在華盛頓舉行的國(guó)際電子器件大會(huì)(IEDM)上,美國(guó)合瑞士的一些研究團(tuán)隊(duì)制備的InP基射頻和數(shù)字器件其工作速度接近1個(gè)太赫(THz)。

日前在華盛頓舉行的國(guó)際電子器件大會(huì)(IEDM)上,美國(guó)合瑞士的一些研究團(tuán)隊(duì)制備的InP基射頻和數(shù)字器件其工作速度接近1個(gè)太赫(THz)。這些從事HEMT和HBT設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)公布了最近的進(jìn)展,Northrop Grumman的Richard Lai報(bào)道了首款振蕩頻率(fmax)為太赫級(jí)的晶體管,事實(shí)上該InP基PHEMT器件的頻率達(dá)到1.2THz,這是個(gè)里程碑。Lai及其團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是開發(fā)出第一種工作在太赫級(jí)的射頻放大器。 Lai指出,在一塊成品率超過(guò)90%的晶片上制備的最新器件,其主要特征包括增強(qiáng)的電子束光刻和一個(gè)精確的外延結(jié)構(gòu)。之前的設(shè)計(jì)采用了一個(gè)70nm的柵極結(jié)構(gòu),它的fmax值是700GHz;但此次新結(jié)構(gòu)中Lai及其同事減薄柵極的厚度至35nm(詩(shī)集的柵極厚度在30nm到50nm之間),使得晶體管的頻率更快。同樣,對(duì)偽外延結(jié)構(gòu)也要按比例減小,具體方法是用MBE生長(zhǎng)一個(gè)InAs/InGaAs復(fù)合溝道,以及可減少歐姆接觸阻值的高摻雜頂層。 要計(jì)算出fmax和截至頻率(ft)是一件復(fù)雜的事,但可試用許多不同的方法,無(wú)論是哪種,Lai指出Northrop Grumman推出的InP HEMT器件其fmax和ft值分別在1THz和450GHz以上。 關(guān)于晶體管 晶體管,本名是半導(dǎo)體三極管,是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié),外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對(duì)電信號(hào)有放大和開關(guān)等作用,應(yīng)用十分廣泛。輸入級(jí)和輸出級(jí)都采用晶體管的邏輯電路,叫做晶體管-晶體管邏輯電路,書刊和實(shí)用中都簡(jiǎn)稱為TTL電路,它屬于半導(dǎo)體集成電路的一種,其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上,封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件.晶體管是半導(dǎo)體三極管中應(yīng)用最廣泛的器件之一,在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等)表示。 晶體管被認(rèn)為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一,在重要性方面可以與印刷術(shù),汽車和電話等的發(fā)明相提并論。晶體管實(shí)際上是所有現(xiàn)代電器的關(guān)鍵活動(dòng)(active)元件。晶體管在當(dāng)今社會(huì)的重要性主要是因?yàn)榫w管可以使用高度自動(dòng)化的過(guò)程進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的能力,因而可以不可思議地達(dá)到極低的單位成本。 雖然數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的單體晶體管還在使用,絕大多數(shù)的晶體管是和二極管|-{A|zh-cn:二極管;zh-tw:二極體}-,電阻,電容一起被裝配在微芯片(芯片)上以制造完整的電路。模擬的或數(shù)字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)復(fù)雜芯片的生本是相當(dāng)高的,但是當(dāng)分?jǐn)偟酵ǔ0偃f(wàn)個(gè)生產(chǎn)單位上,每個(gè)芯片的價(jià)格就是最小的。一個(gè)邏輯門包含20個(gè)晶體管,而2005年一個(gè)高級(jí)的微處理器使用的晶體管數(shù)量達(dá)2.89億個(gè)。 晶體管的低成本,靈活性和可靠性使得其成為非機(jī)械任務(wù)的通用器件,例如數(shù)字計(jì)算。在控制電器和機(jī)械方面,晶體管電路也正在取代電機(jī)設(shè)備,因?yàn)樗ǔJ歉阋耍行У貎H僅使用標(biāo)準(zhǔn)集成電路并編寫計(jì)算機(jī)程序來(lái)完成同樣的機(jī)械任務(wù),使用電子控制,而不是設(shè)計(jì)一個(gè)等效的機(jī)械控制。 因?yàn)榫w管的低成本和后來(lái)的電子計(jì)算機(jī),數(shù)字化信息的浪潮來(lái)到了。由于計(jì)算機(jī)提供快速的查找、分類和處理數(shù)字信息的能力,在-{A|zh-cn:信息;zh-tw:資訊}——{A|zh-cn:數(shù)字;zh-tw:數(shù)位}-化方面投入了越來(lái)越多的精力。今天的許多媒體是通過(guò)電子形式發(fā)布的,最終通過(guò)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化和呈現(xiàn)為模擬形式。受到數(shù)字化革命影響的領(lǐng)域包括電視,廣播和報(bào)紙。
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