具有雙閘極氮化鎵MSM壓變電容二極體耐高能突波之研究(I)

對軍民通用科技而言，氮化鋁鎵/氮化鎵高電子遷移率電晶體(AlGaN/GaN HEMT)因其優異的特性使其在雷達、衛星、通信等高頻、高功率元件的應用中至為關鍵，這也使得HEMT元件的可靠度直接攸關通電系統的之妥善率與壽期。然而，目前電子元件皆朝向輕薄、短小之趨勢發展，致使高頻功率微波通訊元件在應用上除有嚴重的散熱問題外，更無承受環境突波(Surge)襲擊甚而電磁脈衝的攻擊，嚴重影響其元件可靠度，使系統特性衰減甚至損毀。傳統所使用之抗突波元件以金屬氣化物變阻器具代表性(Metal Oxide Varistor, MOV)，但其具有數十pF寄生電容，並聯於收發模組(T/R Module)電路上，在高頻下有著相當大的插入損失(Insert Loss)，不利於未來5G(~10 GHz)系統之運作，故有必要提出一種新的突波保護元件技術，即具二維電子氣之金屬-半導體-金屬結構之氮化鎵可變電容(GaN-based MSM-2DEG Varactor)濾波保護元件，以提高通訊系統遭受天然或是人為之高能量電磁脈衝入侵時之存活率，同時兼具有低插入損失之特性。在本研究的起始，即應用研究團隊所累積之氮化鋁(AlN)子基板覆晶(Flip Chip)散熱技術與氮化鋁鎵/氮化鎵壓變電容器(AlGaN/GaN Varactor)初步成果，形成一整合元件中以提升其可靠度，再者希望藉此計畫對氮化鋁鎵/氮化鎵壓變電容器元件作一深入的物理特性分析研究，探討其導通與截止電容比，希冀尋求其高電容比(Capacitance Ratio, Cmax/Cmin)及低漏電流特性的精進，同時在應用面上作量產與下線製作之問題解決；最後希望能結合應用於抗突波之高散熱氮化鋁微帶濾波器元件之上，以供爾後高頻電路提升其突波保護能力之實務應用。

系統編號:PB10708-2127
原計畫編號:MOST107-2221-E182-045