摘要：研制了一款低电调电压、多频段压控振荡器(VCO)微波单片集成电路(MMIC),MMIC主要由6频段振荡电路、控制电路、译码电路等组成。将10~20 GHz的频率范围分为6个频段覆盖,从而将电调电压控制在5 V以内。基于GaAs异质结双极晶体管(HBT) 2μm工艺对所设计的VCO进行了流片验证,芯片面积为3.4 mm×3.2 mm。测试结果表明,在室温下,当电源电压为5 V、电调电压在0~5 V时,每个频段VCO可覆盖的频率为9.58~11.6 GHz、11.06~13.23 GHz、12.77~14.89 GHz、14.21~16.48 GHz、16~18.48 GHz和17.7~20.17 GHz;当电调电压为2.5 V、频偏为100 kHz时,每个频段VCO的相位噪声分别为-91.8、-90.5、-90.3、-90、-88.2和-87.1 dBc/Hz。因此,该6频段VCO覆盖了10~20 GHz的频率范围,且每段VCO的相位噪声指标良好,可满足低压电子系统的应用需求。

摘要：设计了一种三维和二维交替（3D/2D）生长模式,并使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法在蓝宝石衬底上通过3D/2D交替生长模式制备了AlN外延材料。高分辨X射线衍射仪测试结果表明,相较于纯3D和2D生长模式制备的AlN材料,3D/2D交替生长模式制备的AlN材料的（002）和（102）半高宽都有所减小,表明该3D/2D交替生长模式制备的AlN材料具有更高的晶体质量和更低的位错密度。原子力显微镜（AFM）测试表明,每个周期中3D AlN层与2D AlN层的厚度不同,3D/2D AlN样品的粗糙度不同。当单个周期中,3D AlN层厚度为100 nm和2D AlN层厚度为300 nm时,AlN表面平整,原子台阶清晰。喇曼光谱测试表明所有AlN样品都是c轴择优取向,3D/2D交替生长模式并不会改变AlN材料的生长方向。

摘要：SMO-8陶瓷管壳封装的器件在焊接到印制板作温度冲击试验后,管壳底部的陶瓷层出现了裂纹。使用ANSYS有限元分析的方法对管壳焊接到印制板的整体结构的应力分布情况进行仿真分析,找出陶瓷出现裂纹的力学原因。并据此提出SMO-8陶瓷管壳焊接的改进方案:SMO-8管壳接地焊盘由方形设计改为边缘圆弧形设计,然后重新做应力分析。通过对比,在相同温度条件下管壳陶瓷层所受应力分布改善,边沿所受应力值明显降低。根据仿真结果制作样品并对样品做温度冲击试验进行验证。结果表明,圆弧形焊盘设计可以解决SMO-8封装器件焊接后经温度冲击时出现的陶瓷层裂纹问题。

摘要：晶圆级键合是实现多层硅基模块内部互连的关键工艺,针对硅片在晶圆级键合工艺中的开裂现象,建立了硅基刻蚀腔体在键合工艺中的力学模型,经样件实验验证,该模型可以准确预估腔体的开裂现象。在此基础上设计了硅片键合实验,通过引入硅通孔(TSV)的应力集中因子确定了硅基晶圆级键合的应力失效判据。而后通过参数化仿真系统性探究了硅基刻蚀腔体面积及腔体形状等因素对键合应力的影响规律,并绘制出刻蚀腔体设计可靠范围图。结果表明,硅片键合可靠腔体临界面积约为21 mm^(2),且腔体形状越接近正方形越易开裂。该研究为多层硅基模块刻蚀腔体的可靠性设计提供了参考。

摘要：基于GaAs PHEMT ED25B与薄膜工艺设计了基于倒装应用的DC^26 GHz的单刀双掷(SPDT)开关。首先对倒装芯片与传统的正装芯片进行比较,倒装芯片MMIC技术具有明显的优势;然后对比了不同倒装情况对芯片性能的影响进而提出对倒装无源元器件和GaAs PHEMT开关建模的概念,利用建模软件提取了相应的模型;对倒装单刀双掷开关MMIC的设计进行了详细阐述;对制备的倒装单刀双掷开关MMIC进行测试。测试结果表明,回波损耗大于15 d B,插损小于2.8 d B,隔离度大于28 d B。最后对芯片进行温度循环试验和恒定加速度试验,验证了这款基于倒装应用的单刀双掷开关MMIC的可靠性。

摘要：将输出光谱包络合理近似为高斯型,以高斯算法为基础,利用计算机软件编写了激光器阵列光谱合成模拟软件,实现了对激光器阵列合成波长、半高宽以及光谱图形的模拟。结果表明:用软件进行光束合成的激光器阵列波长与实际测试的波长基本吻合,但存在一定误差。基于这种情况,对模拟结果和实测结果的误差部分进行分析实验,以验证误差分析的正确性,并将误差重新编写到软件。该模拟软件可以在激光器组装阵列之前对激光器单条进行筛选,找出符合组成阵列波长要求的最佳激光器单条,使得实际生产出的激光器阵列波长与阵列的设计波长基本一致。

摘要：采用自主研发的SiC衬底GaN HEMT外延材料,研制了总栅宽为2mmGaN HEMT,利用负载牵引系统测试器件的阻抗特性,得出该器件源漏阻抗实部分别为6Ω和22Ω;设计并制作了四管芯合成器件的阻抗匹配网络,在频率为8GHz下测试,饱和输出功率为30W,功率增益在6dB以上,功率附加效率为38%,该结果目前在国内为首次报道。

摘要：以50μm厚的SiC为衬底,基于T型栅GaN HEMT工艺技术,设计并制作了一款V波段GaN功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。该功率放大器MMIC电路采用三级放大拓扑结构进行设计;采用高低阻抗微带传输线进行阻抗匹配和片上功率合成;采用介质电容和薄膜电阻进行偏置网络设计,实现稳定工作和低损耗输出。经测试,在55~65 GHz频带内,漏极工作电压+20 V、栅极工作电压-2.3 V的偏置条件下,在占空比20%、脉宽100μs脉冲状态时,该功率放大器MMIC的饱和输出功率达到3 W以上,功率附加效率达到22%;连续波状态时,其饱和输出功率达到2.5 W以上,60 GHz时最高功率达到3 W。

摘要：为满足接收机的小型化需求,基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款用于8~12 GHz的平衡式限幅低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。将Lange电桥、限幅器、LNA集成在同一衬底上,Lange电桥采用异形设计,芯片比传统尺寸降低30%以上;限幅器级间采用电感匹配结构,提升MMIC的工作带宽;LNA采用并联负反馈、源极电感负反馈以及电流复用拓扑结构,实现超低功耗和良好的稳定性。芯片采用整体最优化设计,在片测试结果表明,在工作频带内,限幅LNA MMIC芯片的增益为(25±0.2)dB(去除1 dB斜率),噪声系数小于1.6 dB,总功耗小于100 mW,耐功率大于46 dBm,该芯片尺寸为2.8 mm×2.4 mm,充分体现了集成工艺的性能和尺寸优势。

摘要：针对外腔窄线宽激光器应用设计了一款半导体增益芯片,分析了斜率效率和增益谱特性,由于封装后增益峰红移会造成器件输出功率下降,指出设计中芯片的增益峰需偏离激光器激射波长。通过优化量子阱结构及材料应力,提高了芯片的斜率效率。为了降低芯片自身法布里-珀罗(FP)腔谐振效应,采用弯曲波导配合磁控溅射四层增透膜工艺,使芯片出光端面的有效反射率明显降低,提高了窄线宽激光器输出波长的稳定性。所设计芯片采用1%压应变量子阱材料,量子阱厚度为7.5 nm,量子阱数量为3个,芯片波导与解理面法线呈6°夹角。通过半导体流片工艺完成掩埋结芯片制作,并进行窄线宽激光器封装及测试,实现了1550 nm波段高效稳定的窄线宽激光输出。