本发明专利技术的双悬臂梁开关砷化镓基低漏电流HEMT微波相位检测器，由双悬臂梁开关HEMT管和低通滤波器构成。HEMT管为增强型，衬底为GaAs。栅极的上方，设计悬臂梁，两个锚区制作在N+AlGaAs层上，下拉电极制作在悬臂梁的正下方，下拉电极上方是一层绝缘层。悬臂梁的下拉偏置电压设计为与HEMT管的阈值电压相等。当两个悬臂梁都被下拉，参考信号和待测信号通过双悬臂梁开关HEMT管实现信号相乘，经低通滤波器后完成相位检测。相比于传统的HEMT管，悬臂梁开关引入使得HEMT管具有更好的信号可控性，为电路实现多种模式之间切换提供了可能，同时降低了栅极漏电流，降低了漏电流功耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了双悬臂梁开关GaAs(神化嫁）基低漏电流HEMT(高电子迁移率晶体 管）微波相位检测器，属于微电子机械系统的
技术介绍
最近几年里，混杂信号雷达和通信系统的出现，及其对微波元件方面的要求，推动 了微波相位测量技术的发展。快速电子扫描相控阵和脉冲压缩雷达的发展使有源的和无源 的射频元件的相位传输特性显得更为重要了。所W，在运些领域中微波相位的检测有着重 要的作用和意义。此外，同传统的M0SFET器件相比，高速电子迁移率晶体管肥MT低噪声、 高功率增益、低功耗、高载流子速度和较大的击穿电场等优点被广泛地应用于微波电路中。 而应用MEMS技术与传统的HEMT器件相结合，实现了同一电路不同模式切换，可控等功能。 本专利技术即是基于GaAsMMIC工艺设计的一种双悬臂梁开关栅HEMT微波相位检测器。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是实现一种双悬臂梁开关栅HEMT微波相位检测器。实 现了一个电路多种功能、低功耗、低成本。而且，当只有一个悬臂梁开关栅被下拉，对应下方 形成二维电子气沟道；另外一个悬臂梁开关栅处于悬浮状态，对应下方为高阻区；有利于 增大器件反向击穿电压。 技术方案：与传统HEMT管的栅极不同，本专利技术中两个悬臂梁设计在两个栅极上方 起开关的作用，用W控制HEMT管的信号传输偏置电压经高频扼流圈输入悬臂梁上，下拉电 极接地，待测信号与参考信号分别通过双悬臂梁输入。双悬臂梁被下拉到与栅极接触，下方 沟道处形成二维电子气2DEG，HEMT管导通，信号经HEMT管传输。基于此工作原理本专利技术将 信号放大模块与相位检测模块集成到一起，应用双悬臂梁开关栅选通不同的输入信号，使 得同一电路可W在信号放大与相位检测两种不同模式下切换， 阳0化]本专利技术的双悬臂梁开关神化嫁基低漏电流微波相位检测器由双悬臂梁开关HEMT管与低通滤波器级联构成，双悬臂梁开关HEMT管为增强型，基于半绝缘GaAs衬底制作，弓I 线和输入引线都是Au制作；在GaAs衬底上设有本征GaAs层，在本征GaAs层上设有本征 AlGaAs隔离层，在本征AlGaAs隔离层上设有N+AlGaAs层，栅极位于GaAs衬底上，栅极的上 方设有悬臂梁，悬臂梁的一端固定在错区上，两个错区制作在N+AlGaAs层上，下拉电极制 作在悬臂梁正下方的栅级的外侧，下拉电极上方是一层绝缘层。 所述的悬臂梁，其下拉偏置电压设计与肥MT管的阔值电压相等；当悬臂梁上偏置 电压达到或大于阔值电压时，悬臂梁被下拉到贴在栅极上，栅极下方形成二维电子气沟道， 从而使HEMT管导通；栅极通过N+AlGaAs层控制供给沟道的载流子的数量，载流子被限制在 本征GaAs层中的势阱内，形成一个二维电子气2DEG，本征AlGaAs隔离层把N+AlGaAs层中 的离化施主与2DEG中的自由电子分隔开，确保了沟道中的高迁移率。 所述的悬臂梁，其偏置电压经高频扼流圈输入悬臂梁上，下拉电极接地，待测信号 与参考信号分别通过双悬臂梁输入；当两个悬臂梁都被下拉而导通时，输入信号通过双悬 臂梁开关肥MT管实现信号相乘，经低通滤波器后滤除高频分量，得到与相位差相关的分量 完成相位检测，输出相位检测信号；当双悬臂梁开关HEMT管的仅其中一个悬臂梁被下拉而 导通，对应下方为二维电子气沟道，另外一个悬臂梁处于悬浮状态，对应下方为高阻区，形 成一个被二维电子气沟道与高阻区串联具有高击穿电压的放大器，选通的信号输入双悬臂 梁开关HEMT管实现信号放大，输出放大信号，使得同一电路可W在信号放大与相位检测两 种不同模式下切换。 所述的双悬臂梁开关GaAs基低漏电流HEMT微波相位检测器在工作中，悬臂梁开 关的引入使得HEMT管具有更好的信号可控性，为电路实现多种模式之间切换提供了可能， 同时降低了栅极漏电流，降低了漏电流功耗。 本专利技术中，在传统HEMT管的栅极上方设计悬臂梁，并与HEMT管栅极外侧的下拉电 极和绝缘层共同构成一个悬臂梁开关结构。该悬臂梁开关的下拉偏置电压设计与肥MT管 的阔值电压相等。当偏置电压达到或大于阔值电压时，悬臂梁才会下拉到贴在栅极上，对应 下方形成二位电子气沟道，从而使肥MT管导通。悬臂梁开关的引入使得肥MT管具有更好 的信号可控性，为电路实现多种模式之间切换提供了可能。对于传统的集成电路而言，其信 号放大模块与相位检测模块是独立分开的，分开的电路模块不仅提高了成本，而且无形中 增加了功率消耗；而本专利技术将信号放大模块与相位检测模块集成到一起，应用双悬臂梁开 关选通不同的输入信号，使得同一电路可W在信号放大与相位检测两种不同模式下切换， 实现了一个电路多种功能、低功耗、低成本。而且，当只有一个悬臂梁被下拉，对应下方形成 二维电子气沟道；另外一个悬臂梁处于悬浮状态，对应下方为高阻区；有利于增大器件的 反向击穿电压。 有益效果：本专利技术的双悬臂梁开关GaAs基低漏电流HEMT微波相位检测器通过引 入悬臂梁开关结构，使得器件具有更好的信号控制性，同时降低了栅极漏电流，降低了漏电 流功耗。本专利技术将信号放大模块与相位检测模块集成到一起，通过双悬臂梁开关选通不同 的输入信号，就可W在同一电路下实现信号放大与相位检测两种不同模式下切换，实现了 一个电路多种功能、低功耗、低成本。而且，当只有一个悬臂梁被下拉，其对应下方形成二维 电子气沟道；另外一个悬臂梁处于悬浮状态，对应下方为高阻区；有利于增大器件反向击 穿电压。【附图说明】 图1为本专利技术双悬臂梁开关GaAs基低漏电流HEMT微波相位检测器的俯视图。 图2为图1双悬臂梁开关GaAs基低漏电流HEMT微波相位检测器P-P'向的剖面 图。 图3为图1双悬臂梁开关GaAs基低漏电流HEMT微波相位检测器A-A'向的剖面 图。 图4为图1双悬臂梁开关HEMT管的两个悬臂梁均下拉时的沟道示意图。 图5为图1双悬臂梁开关HEMT管的单个悬臂梁下拉时的沟道示意图。 图中包括：N+AlGaAs层1，本征AlGaAs隔离层2,本征GaAs层3,GaAs衬底4， N+GaAs有源区5,悬臂梁6,栅极7,下拉电极8,绝缘层9,错区10,通孔11，引线12,输入引 线13,双悬臂梁开关HEMT管14,低通滤波器15,高频扼流圈16,相位检测输出17,信号放大 输出18。【具体实施方式】 本专利技术是由双悬臂梁开关HEMT管14与低通滤波器15级联构成，双悬臂梁开关 肥MT管14为增强型，基于半绝缘GaAs衬底4制作，其引线12和输入引线13都是Au制作 的。HEMT管14的栅极7通过N+AlGaAs层1控制供给沟道的载流子的数量。载流子被限 制在本征GaAs层3中的势阱内，形成一个二维电子气（2DEG)。本征AlGaAs隔离层2把 N+AlGaAs层1中的离化施主与2DEG中的自由电子分隔开，确保了沟道中的高迁移率。 本专利技术中的HEMT管14的栅极7的上方，设计两个悬臂梁6 ;悬臂梁6的两个错区 10制作在N+AlGaAs层1上，悬臂梁6的下拉电极8制作在悬臂梁6的正下方，HEMT管14 的栅极7的外侧，下拉电极8上方是一层绝缘层9。偏置电压经高频扼流圈16输入悬臂梁 6上，下拉电极8接地。 本专利技术中，悬臂梁的下拉偏置电压设计为与肥MT管的阔值电压相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双悬臂梁开关砷化镓基低漏电流微波相位检测器，其特征在于该微波相位检测器由双悬臂梁开关HEMT管（14）与低通滤波器（15）级联构成，双悬臂梁开关HEMT管（14）为增强型，基于半绝缘GaAs衬底（4）制作，引线（12）和输入引线（13）都是Au制作；在GaAs衬底（4）上设有本征GaAs层（3），在本征GaAs层（3）上设有本征AlGaAs隔离层（2），在本征AlGaAs隔离层（2）上设有N+ AlGaAs层（1），栅极（7）位于GaAs衬底（4）上，栅极（7）的上方设有悬臂梁（6），悬臂梁（6）的一端固定在锚区（10）上，两个锚区（10）制作在N+ AlGaAs层（1）上，下拉电极（8）制作在悬臂梁（6）正下方的栅级（7）的外侧，下拉电极（8）上方是一层绝缘层（9）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖小平，闫浩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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