圖5 、AlGaN/ GaN HFET 結構圖

除了使用SiC 和藍寶石之外，現在人們也嘗試著在GaN HFET 的制造中采用GaN 作為襯底[11] ，初步獲得了較好的微波性能。

2.2.2、MODFETs

調制摻雜場效應管是在HEFT 結構的基礎上，通過使用一個摻雜的AlGaN 層一個未摻雜的GaN層來調制摻雜以提高二維電子氣傳輸特性的器件結構。近年來，已經成為最受人們關注的新型GaN微波器件之一，而這方面的研究也取得了較大的進展[12，13]。1996 年，Jinwook Burm 等人[13] 采用OMPVE技術在（0001）藍寶石襯底上制造出了性能非常好的MODFET 結構，包括空間層、隔離電荷提供層以及薄溝道，見圖6。其在24V的漏源偏置電壓下的截止頻率f _T 和最高振蕩頻率f _max 分別可以達到21.4GHz和77.5GHz，充分顯示出GaN MODFET 在微波大功率應用方面的強大優勢。

圖6、MODFET 層結構

圖7 給出了當頻率在1 ~ 20GHz 間時，GaN MODFETs 與其他一些微波器件功率密度的比較。從圖中可看出，GaN MODFETs 在頻率為10 GHz 和18 GHz處的射頻功率密度分別為6.8W/ mm 和3.3W/ mm，而SiC MESFET 的CW 和脈沖射頻功率密度僅為10 ~ 3.3W/ mm，都比同一頻率下的GaNMODFETs 所報道的最高值低。此外，從圖中還可以看出，在頻率大于10GHz的情況下，GaN MODFETs 比SiCMESFETs 在微波應用方面更具有優勢，這主要歸于調制摻雜以及隨之增加的輸運特性的原因。

圖7、GaN MODFETs 與其他RF 技術的功率密度的比較

圖8 是GaN MODFETs 與其他微波器件輸出功率的比較。在圖7 與圖8 中，●為Si 淺漏金屬氧化物半導體場效應晶體管（連續波），◆為SiC 靜電感應晶體管（脈沖波），△為SiC 金屬半導體場效應晶體管（連續波），▲為SiC 金屬半導體場效晶體管（脈沖波），◆為GaN 調制摻雜場效應晶體管（連續波），●為P-GaAs 高電子遷移率晶體管（連續波），GaAs 異質結結型場效應晶體管（連續波），■為GaAs 金屬半導體場效應晶體管（連續波）。從圖8 中可看出，GaN MODFETs 總的輸出功率相對較低。低頻情況下（< 1.0GHz），輸出功率為100W到1 000W之間時，SiC SITs 和Si 基LDMOS 占有極大的優勢。當頻率為3.0GHz時，SiC MESFETs 在輸入為連續波時射頻輸出功率超過6W，但GaN MODFET 最高輸出功率在10.0GHz處僅為4.0W。之所以出現這種情況，主要是由于GaN MODFETs 微波功率技術目前還不夠成熟。但總的來說，GaN MODFET 還是顯示出其在8.2~ 12.4GHz的頻率范圍內具有極大的優勢。相信隨著GaN 微波功率技術的不斷提高，會制造出微波性能越來越好的GaN MODFET 微波器件。

圖8、GaN MODFETs 與其他RF 技術的輸出功率的比較