InGaAs/InP HEMT外延片

        磷化铟（InP）基三端电子器件是一类重要的器件，主要包括异质结双极晶体管（HBT）和高电子迁移率晶体管（HEMT）。采用InAlAs/InGaAs材料体系生长的InP HEMT结构，其载流子迁移率非常高（可以达到10000cm2/Vs以上），并且具有较宽的带隙范围（从0.7eV到近2.0eV），这为能带的剪裁提供了良好的条件。因此，InP基器件具有出色的高频特性、低噪声特性、高效率特性和抗辐射特性，成为W波段和高频毫米波电路领域的首选材料之一。可提供InP HEMT外延晶片，该外延片生长InGaAs作为沟道材料，InAlAs为势垒层，具体结构如下所示：

1. InGaAs/InP HEMT外延结构

注：

        InGaAs沟道层的铟（In）成分越高，峰值饱和速度越高，与InAlAs势垒层的导带不连续性越大，因此电子转移效率越高，二维电子气在InGaAs通道层中将越容易产生。高浓度、高迁移率的二维电子气的形成将使InP HEMT器件具有更好的性能。

        然而，只有当In组分为0.53时，InGaAs层的晶格才与InP衬底匹配。当In组成超过0.53时，InGaAs和InP衬底具有晶格失配。因此，如果保证InGaAs层的生长质量良好，则其厚度必须小于InP HEMT工艺期间的临界厚度。如果超过临界厚度，InGaAs层中将发生晶格弛豫，并且在InGaAs沟道层中将产生大量晶体缺陷，例如失配位错。这些晶体缺陷会大大降低电子迁移率，从而影响HEMT器件的性能。

2. InP基InGaAs/InAlAs HEMT的优越性

        1）在衬底材料方面，InP晶片比GaAs具有更高的击穿电场、热导率和电子饱和速度；

        2）InP基HEMT晶片的优异性能源于InAlAs/InGaAs材料系统的固有特性。与其他材料体系相比，InGaAs/InAlAs HEMT具有独特的优势。例如，InGaAs沟道的电子迁移率和饱和率较高，为器件提供了卓越的传输特性；

        3）使用InAlAs作为电子供应层，在异质结的InAlAs/InGaAs界面处存在大的导带不连续性（0.5eV），因而沟道中具有高电子迁移率与二维电子气密度；

        4）该材料体系可以获得大电流和高跨导，这使得InP HEMT的频率特性优于GaAs HEMT，尤其是在3mm以上的频带中。

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