[发明专利]射频模块和移动目标检测模块

说明书

本发明涉及一种射频模块。本发明尤其是涉及一种包含单片微波集成电路(以下简称MMIC)的射频模块，这种MMIC是采用能够实现高信噪(S/N)比的场效应晶体管制造的。更具体地讲，本发明涉及可以实现高信噪比的场效应晶体管。另外更具体地讲，本发明涉及一种移动目标检测模块。

对于射频模块，特别是需要提供高输出的模块，采用以下技术。为了高输出，已知的一种技术是，在包括放大器的MMIC(以下简称为放大器MMIC)中采用高电子迁移率晶体管，这种晶体管通常称为HEMT，它具有一个高含铟量的沟道层。这种技术的意图是通过使用高含铟量的沟道层来改善器件电流驱动能力和提高放大器MMIC的输出，该沟道层例如具有高迁移率和高饱和率的InGaAs层。例如，这种技术描述于《IEEE微波与导波通信》第4卷第8期第277至278页中。

此外，为了放大器MMIC的高输出，已知的一种技术使用HEMT,HEMT的沟道层包括一个InGaAs层和一个InP层。这种沟道结构称为复合沟道。例如，在放大器MMIC中使用具有复合沟道的HEMT的常规技术描述于《IEEE电子器件学报》第42卷第8期第1413页中。

因此，本发明的一个目的就是提供一种包含MMIC的射频模块，MMIC具有高信噪比同时保证高输出。从技术上讲，本发明就是要实现场效应晶体管的高信噪比，场效应晶体管是构MMIC的放大器、振荡器或混频器的主要有源器件。此外，本发明要使场效应晶体管具有高信噪比同时保证高输出。在实现上述目的时遇到的问题是那些使包含形成有场效应晶体管的振荡器的单片微波集成电路(以下简称振荡器MMIC)、放大器MMIC等特性变劣的因素。在实现上述目的时遇到的问题是那些使具有这样的振荡器MMIC或放大器MMIC的发射器或接收器特性变劣的因素。振荡器MMIC尤其是具有噪声特性变劣的问题，而放大器MMIC则尤其是具有难以在其放大级特别是在最后一级实现高输出的问题。放大器MMIC也具有噪声特性变劣的问题。

因此，本发明的另一目的是提供一种包括具有很好的信噪比特性的振荡器或放大器的射频模块。

常规射频模块中使用的各种场效应晶体管，典型的是HEMI，它们都很难完全满足本发明的目的。除了具有常规结构的HEMT之外，已提出了一种具有复合沟道的HEMT。具有复合沟道的HEMT适合本发明的目的，从而实现高电流驱动能力和高击穿电压。

本发明的场效应晶体管意欲防止由于其沟道材料的物理特性而导致的击穿或者避免由复合沟道引起的噪声升高的问题。换言之，本发明意欲避免复合沟道的问题并且实现高电流驱动能力和高击穿电压。

本发明的射频模块具有下述结构。

根据本发明典型的一个方面，提供了一种射频模块，它包括位于单个衬底上的多个单片微波集成电路，集成电路至少包括一个振荡器、一个放大器和一个接收器，振荡器、放大器和接收器中的至少一个包含一个场效应晶体管，场效应晶体管具有一个沟道区，沟道区具有一个由两种或多种不同种类的材料构成的结。

根据本发明的另一方面，提供了一种射频模块，它包括一个放大器MMIC部分，该部分至少包含一个场效应晶体管，场效应晶体管具有一个沟道区，沟道区具有一个由两种或多种不同种类的材料构成的结，并且沟道区中不同种类的材料之间的结界面的势垒高度小于0.22eV。

根据本发明的再一方面，提供了一种射频模块，它包括一个振荡器MMIC部分、一个用于放大振荡器MMIC部分的输出信号的放大器MMIC部分、一个用于放大接收信号的接收器MMIC部分以及一个端子，端子用于提取由接收器MMIC部分的输出信号与振荡器MMIC部分的输出信号混合而成的中频信号，振荡器MMIC部分、放大器MMIC部分、接收器MMIC部分和端子安装在单个半导体衬底上，并且振荡器MMIC部分、放大器MMIC部分和接收器MMIC部分中的至少一个包括一个场效应晶体管，场效应晶体管具有一个沟道区，沟道区具有一个由两种或多种不同种类的材料构成的结。

根据本发明的又一方面，提供了一种射频模块，它包括一个至少包含一个场效应晶体管的放大器MMIC部分和一个至少包含一个场效应晶体管的振荡器MMIC部分，每个场效应晶体管具有一个沟道区，沟道区具有一个由两种或多种不同种类的材料构成的结，并且导电载流子经历的沟道区中不同种类的材料之间的结界面的势垒高度小于0.22eV。

根据本发明，特别重要的是，不同种类的材料之间的界面的势垒高度小于0.22eV。其原因将在后面描述。