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oe1(光电查) - 科学论文

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  • GaN栅极注入晶体管（GIT）的紧凑模型与TCAD仿真

    摘要： 宽带隙（WBG）半导体器件是电力应用领域一项颇具前景的新兴技术，近期正逐步获得商业认可。氮化镓（GaN）凭借高带隙、高迁移率、高饱和速度及高击穿电压等优势，成为最具竞争力的候选材料之一。在电力电子应用中，增强型GaN器件比耗尽型器件更具优势，但直至近年才实现商业化。本研究采用的增强型器件为GaN栅极注入晶体管（GIT），通过增设p型掺杂栅极实现常关特性。本文基于物理紧凑模型和TCAD（技术计算机辅助设计）数值模拟，展示了GaN-GIT器件的电流-电压（I-V）特性，并预测建模了该器件的工作行为。研究同时对比了适用于kHz至MHz频段低频电力电子应用的紧凑模型与TCAD仿真结果。

    关键词： GIT（门极隔离晶体管）、GaN（氮化镓）、WBG（宽禁带半导体）、TCAD（技术计算机辅助设计）、HEMT（高电子迁移率晶体管）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有晶格匹配AlIn(Ga)N背势垒的AlGaN/GaN异质结构生长

    摘要： 采用900?C温度成功生长了含AlIn(Ga)N背势垒的AlGaN/GaN异质结构。但该AlIn(Ga)N层的原子组分强烈依赖于生长压力，导致其晶格常数存在差异。在400托压力下生长的AlIn(Ga)N背势垒与GaN层基本实现晶格匹配。相比无背势垒的传统AlGaN/GaN异质结构，采用10纳米和15纳米厚AlIn(Ga)N背势垒的异质结构展现出更优异的二维电子气特性?；?5纳米厚AlIn(Ga)N背势垒异质结构制备的高电子迁移率晶体管(HEMT)，其关态漏电流低至~2×10?? A/mm量级，比无背势垒器件降低约一个数量级。AlIn(Ga)N背势垒有望成为传统AlGaN和InGaN背势垒的理想替代方案。

    关键词： HEMT（高电子迁移率晶体管），AlIn(Ga)N背势垒，AlGaN/GaN异质结构，MOCVD（金属有机化学气相沉积）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用低硼含量BGaN缓冲层增强AlGaN/AlN/GaN异质结构中的电子限制效应

    摘要： 由于纤锌矿BGaN合金具有较小的晶格常数a及其外延层良好的绝缘特性，采用低硼含量（0.005~0.02）的BGaN作为缓冲层有望成为GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）的背势垒。本文提出一种改进的BGaN背势垒HEMT结构（AlGaN/AlN/GaN/BGaN缓冲层），该结构不会产生寄生电子沟道。通过一维自洽模拟研究了BGaN缓冲层的能带分布和载流子分布。结果表明：极低硼含量的BGaN缓冲层能提供足够背势垒以增强电子限制，其原理与AlGaN缓冲层背势垒的形成机制类似。当沟道厚度增加到一定值时，通过将硼含量从0提升至0.02，甚至可在GaN/BGaN界面诱导出低密度的二维空穴气（2DHG）。一旦形成2DHG，继续增加硼含量会导致更高密度的2DHG，但对能带分布、电子限制及二维电子气（2DEG）密度的影响逐渐减弱。

    关键词： HEMT（高电子迁移率晶体管）、背势垒、二维电子气（2DEG）、二维空穴气（2DHG）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、氮化硼镓（BGaN）

    更新于2025-09-04 15:30:14