DC～40 GHz反射型GaAs MMIC SPST開(kāi)關(guān)

為提高電路設計成功率，采用電磁場(chǎng)分析對設計進(jìn)行分析和修正。電路中除開(kāi)關(guān)器件外其他元件采用電磁場(chǎng)結果進(jìn)行設計，以此來(lái)保障電路設計的性能。

2 電路的工藝實(shí)現與制作
采用InGaP作為腐蝕阻斷層，提高柵挖槽的均勻性。寬帶單片低插入損耗SPST開(kāi)關(guān)電路采用高性能的GaAs MBE材料，開(kāi)關(guān)器件柵長(cháng)為0．25 μm。器件柵上淀積氮化硅膜進(jìn)行鈍化以保護柵，同時(shí)單片電路的可靠性得到增強。
GaAs MMIC工藝主要步驟為：材料檢測→臺面光刻→離子注入隔離→源漏歐姆接觸制作→柵光刻→柵挖槽→柵金屬化→鈍化→一次金屬制作→鈍化→二次金屬互連→背面減薄→背面通孔→背面金屬化→分片。
本單片電路中的無(wú)源元件主要是微帶傳輸線(xiàn)，微帶傳輸線(xiàn)的形貌對開(kāi)關(guān)的性能會(huì )產(chǎn)生影響，在工藝加工過(guò)程中要嚴格控制電鍍工藝。同時(shí)，版圖設計過(guò)程中，避免工藝加工過(guò)程暴露GaAs材料，導致電化學(xué)效應。

3 實(shí)驗結果與討論
寬帶單片SPST開(kāi)關(guān)芯片的芯片面積為1．1 mm2。圖6是兩種不同通孔連接方式的芯片照片。

本電路測試采用微波在片測試，插入損耗、隔離度和開(kāi)態(tài)駐波比測試結果見(jiàn)圖7。圖7(a)、(c)、(e)為雙接地孔測試結果，圖7(b)、(d)、(f)為單接地孔測試結果。

從圖7可知，通孔電感對SPST開(kāi)關(guān)的高頻性能有較大的影響，尤其是插入損耗和駐波特性等指標。合理的增加通孔數量對提高電路性能有明顯的作用。通常，通孔對地的寄生電感量為二十幾皮亨，當兩個(gè)通孔對地并聯(lián)時(shí)，電感值減小近50％。

4 結語(yǔ)
本項目中采用專(zhuān)用TRL校準圖形進(jìn)行儀器校準，實(shí)現傳輸特性的相位歸零，從而獲得更高精度的器件模型精度。同時(shí)，分析了兩種情況的通孔形式對高頻微波性能的影響，實(shí)驗取得滿(mǎn)意的結果。