Т. В. Свистова основы микроэлектроники учебное пособие

6.4. Интегральные микросхемы на гетеропереходных
полевых транзисторах 
Наиболее широкая область применения НЕМТ на полу-
проводниках А
3
В
5
- широкополосные системы связи и переда-
чи данных, критическими узлами которых являются блоки 
внешнего интерфейса (front-end circuits) - малошумящие и 
мощные усилители СВЧ-диапазона, усилители промежуточной 
частоты с регулируемым усилением, смесители, умножители 
частоты, фазовращатели и генераторы с управляемой напря-
жением частотой. 
Оптимальными приборами для построения малошумя-
щих полосовых СВЧ-усилителей (МШУ) и широкополосных 
СВЧ-усилителей являются псевдоморфные и метаморфные 

---

141
НЕМТ, обладающие наилучшими частотными и шумовыми 
свойствами (рис. 6.8).
Рис. 6.8. Микрофотография усилительного (а) и ключевого (б) 
НЕМТ в гибридной ИС СВЧ: D (Drain) - сток,
S (Source) - исток, G (Gate) - затвор 
Мощные СВЧ-усилители также реализуются на р-НЕМТ 
и m-НЕМТ.
Потенциальные 
преимущества 
имеют 
AlGaN/GaN 
HEMT, однако технология их изготовления еще не достигла 
промышленного уровня.
Весьма важными узлами широкополосных систем связи 
являются генераторы с управляемой напряжением частотой 
(ГУН). Лучшие характеристики ГУН в настоящее время обес-
печивает применение НЕМТ, р-НЕМТ и m-НЕМТ, которые 
конкурируют в этой области с AlInAs/InGaAs, InGaP и SiGe 
HBT.
Среди активных устройств регулировки фазового сдвига 
лучшие результаты достигнуты в ИМС на AlGaAs-InGaAs-
GaAs (р-НЕМТ) с длиной канала 0,15 мкм и предельной часто-
той 100 ГГц, работающей на частоте 20 ГГц.
Двухзатворные НЕМТ успешно используются для созда-
ния мощных СВЧ-смесителей.

---

142
Разрабатываются ИС на р-НЕМТ, предназначенные для 
работы в составе блоков восстановления данных систем опти-
ческой передачи информации.
В цифровой технике применение НЕМТ обеспечивает 
снижение задержки распространения сигнала до 10 - 30 пс при 
меньшем энергопотреблении, чем на кремниевых ЭСЛ-
вентилях. В устройствах конвейерного типа, где логические 
вентили переключаются с тактовой частотой, применение 
MESFET и НЕМТ на частотах более 1 - 3 ГГц обеспечивает 
снижение потребляемой мощности даже по сравнению с крем-
ниевыми МДП-вентилями.
Возможности БИС и СБИС на m-НЕМТ можно оценить 
по характеристикам делителей частоты. Установлено, что тех-
нология m-НЕМТ и НВТ обеспечивают примерно одинаковые 
характеристики.
В настоящее время рынок микроэлектронных изделий на 
полупроводниках А
3
В
5
развивается более высокими темпами, 
чем на кремнии, хотя и ограничен главным образом микровол-
новыми ИС средней степени интеграции. Такая ситуация обу-
словлена существенно более высокой стоимостью как исход-
ного материала, так и производства изделий.
В целом общим правилом может служить тезис: «то, что 
можно сделать на кремнии, надо делать на кремнии». Стои-
мость цифровых БИС и СБИС в значительной степени опреде-
ляется процентом выхода годных, который, в свою очередь, 
определяется дефектностью исходного материала и техноло-
гическим разбросом пороговых напряжений транзисторов, ко-
торый увеличивается с уменьшением длины каналов. По-
видимому, в ближайшее время этот фактор, ограничивающий 
применение БИС и СБИС на соединениях А
3
В
5
, будет нейтра-
лизован. 

---

143