（一）項目背景

硅襯底上氮化鎵射頻技術與目前常用的碳化硅襯底上氮化鎵技術相比，具有非常巨大的成本優勢，另外與其它射頻芯片技術相比可兼具性能、架構、成本等優點，非常有利于推動氮化鎵射頻技術未來的大規模產業化應用，在5G終端與基礎設施、低軌寬帶衛星通信、云計算數據中心等領域具有廣闊應用前景，近年來已經引起了英特爾、MACOM、華為、小米等芯片研發和應用機構的高度關注。

氮化鎵射頻功放器件兼具高頻率、高功率、高效率、大帶寬等多方面的優點，作為移動通信基站射頻前端系統的核心器件，有力推動了5G技術的發展。隨著移動通信向更高頻率、更大帶寬、更高數據傳輸速度方向發展，終端和微基站用射頻前端系統對高性能射頻芯片提出了新的需求。氮化鎵的性能優勢可解決高頻寬帶工作時射頻功放器件效率降低的難題，并可通過縮減射頻鏈路功放數量和芯片面積來解決現有多芯片堆疊帶來的尺寸和成本等挑戰。更為重要的是，氮化鎵射頻器件可制作在硅襯底異質外延片上，容易采用硅兼容工藝制作并實現與硅基器件異質集成，并有望帶來射頻模組及射頻前端系統架構的革新，對于低損耗高頻信號傳輸、一體化多功能芯片等研究意義非凡。

（二）項目簡介

圍繞硅基氮化鎵毫米波器件與芯片發展面臨的外延材料、基礎工藝、器件結構、可靠性及產業應用等方面挑戰難題，依托寬禁帶半導體國家工程研究中心、陜西省重點領域科技創新團隊等優勢平臺團隊，實現了強極化外延材料、CMOS兼容的氮化鎵工藝、新型器件結構、器件可靠性加固等技術突破，關鍵技術指標及器件性能達到國內領先/國際先進水平。項目成果已在華為等公司實現應用，支撐了其產品性能的提升。

（三）關鍵技術

本項目突破了射頻用硅基氮化鎵外延材料、硅基氮化鎵兼容工藝、低阻歐姆接觸、增強型射頻器件等關鍵技術，基于相關技術已實現初樣研制，硅基氮化鎵射頻器件表現出良好的功率輸出和效率性能。本項目針對GaN HEMT在低電壓下效率急劇降低等亟待解決的科學難題和技術挑戰，開展了氮化鎵器件低電壓條件下的效率限制機理和強極化異質結溝道調制方法研究，提出了實現低壓高效率和低損傷射頻增強型器件的結構與實現方法。