郝 跃，马晓华，杨 凌

（1.西安电子科技大学宽禁带半导体国家工程研究中心，陕西西安 710071；2.西安电子科技大学 微电子学院，陕西 西安 710071）

0 引言

由于氮化镓（GaN）具有良好的电学性能，自20世纪90 年代以来人们一直致力于GaN 基高迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor，HEMT）的研究［1］。1993 年，KHAN 等［2］第一次报道了Al-GaN/GaN 高电子迁移率晶体管。基于二维电子气（Two-Dimensional Electron Gas，2-DEG）通道的迁移率远高于体材料的优势，AlGaN/GaN 异质结得到了迅速发展。1994 年研究人员报道了其射频特性，电流增益截止频率（fT）和功率增益截止频率（fmax）分别为11GHz 和35 GHz［3］。随 后，GaN 基HEMT 器件在工艺技术和器件结构设计方面取得重要进展，进一步提升了器件的射频特性指标。一种是利用SiN 钝化层来降低材料表面附近表面态密度，从而抑制电流的崩塌，提高器件的功率特性［4-5］；另一种是引入场板结构，调节栅极和漏极之间的电场分布，从而降低峰值电场，提高器件的击穿电压［6-7］。这两种技术的结合使得在4 GHz 下的功率密度记录达到了41 W/mm［8］。

毫米波指的是频率范围为30～100 GHz 的电磁波，主要是Ka-W 波段。5G 通信、卫星通信和毫米波雷达等应用场合都需要用到毫米波波段。相比射频与微波频段，毫米波最具竞争力的特点是：一方面在于其极为丰富的频谱资源和大气吸收特性，这使得工作于大气窗口的收发机拥有大带宽，而工作于大气吸收峰的收发机不易被窃听；另一方面在于毫米波频段的电路尺寸往往很小，可以做成单片毫米波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC），这一天生的高集成度优势使其便于携带和隐藏。然而，相……