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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • p栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的栅极导通机制与寿命建模

    摘要： 通过温度相关的直流栅极电流测量，研究了p型氮化镓(GaN)/AlGaN/GaN增强型晶体管中的栅极导通机制。针对不同栅压区域分别建立物理模型并与实验对比：负栅偏压时，钝化介质内发生栅极到源极的泊松-弗伦克尔发射(PFE)；正栅偏压时，p-GaN/AlGaN/GaN"p-i-n"二极管处于正向工作模式，栅极电流受肖特基接触处空穴供给限制；低栅压下电流由位错线中肖特基势垒降低导致的热电子发射主导；提高栅压和温度会引发相同势垒的热辅助隧穿(TAT)。改进的栅极工艺降低了正栅压区栅极电流并消除了TAT起始现象，但在高正栅压下观察到源自金属/p-GaN界面PFE的电流急剧上升?；谔崛〉牡纪ɑ乒菇司返氖倜Ｐ?，采用新型栅极工艺制备的器件在t1%=10年条件下最大栅压达7.2V。

    关键词： 时间依赖性击穿（TDB）、p型氮化镓栅极、高电子迁移率晶体管（HEMT）、增强模式、氮化镓（GaN）、导电机制

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 4H-SiC衬底小倾角对AlGaN/GaN异质结构外延生长及微观结构的影响

    摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在晶向"轴向"和2°偏轴的(0001)面4H-SiC衬底上生长了AlGaN/GaN异质结构。通过透射电子显微镜进行结构表征发现：轴向生长时位错密度较高，但在GaN层中逐渐降低并在下层形成位错环；偏轴情况下沿[11?00]方向排列的台阶会导致缺陷同步形成。轴向生长时几乎观察不到台阶存在，缺陷主要源自未完全融合的小尺寸AlN晶粒间晶界取向失配。AlN成核层中出现V形缺陷结构，偏轴情况下更为频繁（可能受台阶影响加剧）。这些V形结构在后续GaN沉积过程中被完全覆盖，在缺陷壁面呈现AlGaN区域表明层间发生了互扩散。轴向生长异质结构表面观察到V形缺陷，其中松弛GaN上的AlN间隔层与AlGaN（21%铝组分）厚度超过了临界松弛厚度；而偏轴情况未出现V形松弛（可能因AlGaN厚度较小<21%铝组分）。异质结构间生长的AlN间隔层具有均匀厚度和清晰界面。

    关键词： 透射电子显微镜（TEM）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、碳化硅衬底（SiC substrate）、异质结构（Heterostructure）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 横向降尺度N极性GaN HEMT的仿真研究

    摘要： N极性氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMTs）展现出与Ga极性氮化镓HEMTs相当优异的性能。本研究通过二维器件仿真，揭示了栅极长度从4微米缩减至50纳米的平面N极性氮化镓HEMTs的直流性能与截止频率（fT）。研究分析了陷阱效应、栅极介质的影响，以及场相关迁移率和源漏串联电阻的作用。对于采用10纳米顶层氮化镓沟道层、30纳米Al0.3Ga0.7N势垒层和3纳米Al2O3栅极介质的中心栅器件，发现栅长（LG）从长沟道特性向短沟道特性转变的临界点为200纳米。当LG < 200纳米时，fT与LG呈现线性关系，并出现显著短沟道效应：阈值电压负向偏移、漏致势垒降低效应增强、饱和区最大跨导基本保持LG无关的恒定值。研究显示fT×LG乘积随栅长与等效栅-沟道间距（tt）纵横比减小的退化程度极小——当fT×LG乘积从其上限值（19.23 GHz·微米）下降15%时，对应的LG/tt比值为5.5。这种短沟道器件频率特性的轻微退化归因于栅极极小的边缘电容效应。

    关键词： 短沟道效应、横向缩放、N极性氮化镓、高电子迁移率晶体管（HEMT）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第14届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 法国巴黎 (2019.9.30-2019.10.1)] 2019年第14届欧洲微波集成电路会议(EuMIC) - 用于压控衰减器应用的高电子迁移率晶体管小信号建模

    摘要： 展示了多偏置条件下实测与仿真的S参数，以验证精确的HEMT开关开/关状态小信号建模方法向模拟衰减器应用的扩展。仅通过共栅极实际测试结构（不含栅极电阻），就实现了带栅极电阻的HEMT在多偏置条件下实测与仿真S参数的良好吻合。这不仅证实了该建模方法对数字和模拟衰减器应用均有效，还验证了电容网络及提取方法在更多偏置条件下的适用性。

    关键词： 小信号模型、压控衰减器（VCA）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、单片微波集成电路（MMIC）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • P-9.5：微LED与2T1C结构HEMT的均匀集成方法

    摘要： 显示屏是我们生活中不可或缺的一部分。作为新兴显示技术，Micro-LED（微型发光二极管）正与OLED（有机发光二极管）和QLED（量子点发光二极管）竞争，力求成为显示行业下一代主流显示技术。凭借高分辨率、高亮度、高响应频率、高稳定性、低功耗等优势，Micro-LED具有广阔的应用前景?；贕aN的高电子迁移率晶体管（HEMT）也因其高电子迁移率成为研究热点。由于采用相同材料，二者具备集成可能性。本文提出了一种2T1C（2个晶体管和1个电容）结构HEMT驱动电路与Micro-LED的同质集成方法，并通过Silvaco软件进行了仿真。

    关键词： 2T1C、同质集成、高电子迁移率晶体管、HEMT-LED、显示器、微发光二极管

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 具有创纪录截止频率310 GHz的深度缩放硅基氮化镓高电子迁移率晶体管

    摘要： 已展示一款深度缩放的硅基氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT），其截止频率（fT）创纪录地达到310 GHz。该器件采用InAlN/GaN异质结结构，源漏间距为400纳米，栅极长度为40纳米。器件展现出2.34安培/毫米的高漏极电流、523毫西门子/毫米的峰值跨导以及15伏的栅漏击穿电压（BVgd）。实现了4.65太赫兹·伏的约翰逊优值（FOM = fT × BV），与碳化硅基氮化镓器件报道值相当。这些结果表明硅基氮化镓晶体管在低成本新兴毫米波应用中极具前景。

    关键词： 毫米波应用、硅基氮化镓、高电子迁移率晶体管（HEMT）、截止频率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • AlGaN/GaN HEMT中电子迁移率的分析研究

    摘要： 基于氮化镓的异质结在高频功率应用方面展现出卓越潜力，这源于其较大的带隙能量和电子的高饱和漂移速度。高电子迁移率晶体管（HEMT）以AlGaN/GaN异质结为基础。我们的工作是对AlGaN/GaN HEMT载流子迁移率进行解析研究，计算电离杂质散射、残余杂质散射、界面粗糙度散射、合金无序散射、位错散射、声子和偶极子的影响，同时考虑工艺参数（掺杂浓度、铝组分含量）和几何结构（势垒层厚度、界面粗糙度）的作用。研究结果使我们能够分析二维电子气沟道中载流子密度的变化情况。

    关键词： 高电子迁移率晶体管（HEMT）、迁移率、散射机制、AlGaN/GaN异质结、二维电子气（2DEG）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于GaN的GITs和HD-GITs中的热电子俘获与空穴诱导去俘获

    摘要： 本文研究了无p漏极电极和有p漏极电极的栅极注入晶体管（GITs与混合漏极嵌入式GITs，简称HD-GITs）中的陷阱机制，这两种器件分别用于注入空穴以降低电荷俘获效应。我们对比了两种器件在关态和半开态下的表现，探究热电子对电荷俘获的促进作用。分析基于脉冲特性测试、瞬态测量及电致发光（EL）表征的综合结果，得出以下关键结论：1）当关态下诱发陷阱时，GITs与HD-GITs具有相当且可忽略的动态导通电阻（RON）；半开态条件下GITs出现显著动态RON上升，而HD-GITs相较关态未呈现额外陷阱效应；2）半开态下持续至VDS=500V的EL表征显示特征相似，表明两者的电场强度与热载流子密度相近，由此推断两组样品的热电子俘获速率相同，动态RON差异应源于不同的去俘获速率；3）瞬态RON测量证实关态填充的陷阱与半开态热电子填充的陷阱相同（激活能Ea=0.8eV，可能为碳氮复合体CN）；4）恒定偏压下的EL分析显示，GITs在VDS=300V偏置时漏极端发光信号随时间增强——该热电子俘获特征在HD-GITs中未观测到?；谑笛橹ぞ荩颐堑贸鼋崧郏喊肟翯ITs与HD-GITs的主要差异在于，通过p漏极空穴注入实现了更快的热电子去俘获速率。

    关键词： 门注入晶体管（GITs）、电致发光（EL）、氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）、陷阱效应、热电子

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 使用酚功能化卟啉基有机分子对AlGaN/GaN HEMT异质结构进行表面钝化处理的效果

    摘要： 在这项工作中，我们研究了一种通过有机分子钝化AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）异质结构带电表面态的新方法。该方法显著提升了AlGaN/GaN上整流金属-半导体接触的电学性能。通过溶液相法将酚功能化锌金属四苯基卟啉（Zn-TPPOH）有机分子吸附在AlGaN/GaN表面形成分子层（MoL）。X射线光电子能谱（XPS）证实了MoL的存在，光谱椭偏仪和截面透射电镜测量显示其厚度约为1纳米。结合XPS峰位偏移分析与开尔文探针力显微镜发现，这种分子表面修饰使AlGaN表面电势降低约250毫电子伏特。因此，Ni肖特基二极管的势垒高度（理想因子）从Ni/AlGaN/GaN的0.91±0.05电子伏特（2.5±0.31）显著提升（降低）至Ni/Zn-TPPOH/AlGaN/GaN的1.37±0.03电子伏特（1.4±0.29）。电流-电压（I-V）测试还显示反向电流在-5V时从2.6±1.93微安锐减至0.31±0.19纳安（约一万倍）。该表面修饰工艺可有效提升AlGaN/GaN HEMT性能，缓解材料中极化和表面态的不利影响。

    关键词： AlGaN/GaN、高电子迁移率晶体管（HEMT）、肖特基势垒高度、表面钝化、有机分子、反向电流

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用新型宽带径向短截线的全W波段氮化镓功率放大器单片集成电路

    摘要： 本文描述了基于氮化镓技术的首款全W波段（75-110 GHz）功率放大器（PA）单片微波集成电路（MMIC）的设计方案。所研究的MMIC包含两个版本：三阶PA在70-110 GHz带宽范围内平均输出25.6 dBm功率，功率附加效率（PAE）为6.5%；四阶PA可产生27 dBm功率，PAE为6.1%。在80 GHz频率点实现28.6 dBm的峰值输出功率，对应PAE为8.6%，功率密度达2.6 W/mm。通过采用新型宽带径向短截线设计（其带外抑制能力较传统结构提升近两倍），部分实现了该宽带特性。据我们所知，目前尚无其他固态电路能在整个W波段达到如此高的输出功率水平。

    关键词： 单片微波集成电路（MMIC）、宽带、功率放大器（PA）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、W波段（75–110 GHz）、径向短截线、氮化镓、毫米波（mm-waves）

    更新于2025-09-09 09:28:46