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S波段GaN高功率前端组件设计与实现
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作者 张兆华 孟伟 +1 位作者 刘登宝 王珂珂 《微波学报》 北大核心 2025年第3期88-91,98,共5页
远程探测相控阵雷达等武器装备对收发组件提出了数字化、高功率、模块化、高集成的技术需求。本文针对高功率前端收发组件大电流传输通路的小压降及氮化镓(GaN)高功率器件的低热阻装配需求,采用先进纳米银烧结工艺、高介电常数基板制造... 远程探测相控阵雷达等武器装备对收发组件提出了数字化、高功率、模块化、高集成的技术需求。本文针对高功率前端收发组件大电流传输通路的小压降及氮化镓(GaN)高功率器件的低热阻装配需求,采用先进纳米银烧结工艺、高介电常数基板制造技术及高集成微组装等工艺技术,满足了高功率组件大电流传输中的小压降、GaN管芯内匹配电路的小型化、高温环境下高效散热等需求,基于GaN高功率管芯研制了一款S波段高功率高集成的前端收发组件,该组件的输出功率大于500 W、发射附加效率大于52%、功率器件供电通路上的大电流压降小于0.25 V@20 A、接收增益大于23 dB、噪声系数小于2.2、体积为63.5 mm×30 mm×10 mm、质量≤35 g,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 射频前端 氮化镓高电子迁移率晶体管 内匹配 纳米银烧结 氮化铝高温共烧陶瓷
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高均匀性6英寸GaN厚膜的高速率HVPE生长研究 被引量:1
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作者 许万里 甘云海 +4 位作者 李悦文 李彬 郑有炓 张荣 修向前 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第1期11-16,共6页
氢化物气相外延(HVPE)是制备GaN单晶衬底的关键技术,由于生长速率较高,如何控制大尺寸GaN高速率高均匀性生长对于获得高质量GaN衬底具有重要意义。本文针对自主设计研制的6英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底用HVPE设备,通过数值模拟和实际生... 氢化物气相外延(HVPE)是制备GaN单晶衬底的关键技术,由于生长速率较高,如何控制大尺寸GaN高速率高均匀性生长对于获得高质量GaN衬底具有重要意义。本文针对自主设计研制的6英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底用HVPE设备,通过数值模拟和实际生长实验,研究了工艺参数如源气体与衬底距离D、分隔气体、HCl流量、NH_(3)载气流量等对高速率生长GaN膜厚度均匀性的影响。数值模拟与生长实验结果发现,采用自研HVPE设备生长GaN厚膜具有高生长速率和高厚度均匀性等特点。研究表明,引入分隔气体及适当增大D值可以有效促进GaCl气体向样品边缘扩散,从而显著提升大尺寸外延厚膜的均匀性。采用最终优化工艺条件获得了厚度约11μm的6英寸GaN厚膜,其厚度不均匀性约±1.5%,生长速率大于60μm/h;随着生长时间的增加,生长速率增大,在生长时间为3 h时,6英寸GaN厚膜厚度达到约700μm,生长速率增大至200μm/h以上,且厚度不均匀性仍在±5%以内。 展开更多
关键词 氮化镓 氢化物气相外延 晶体生长 数值模拟 厚度不均匀性
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基于GaN芯片的宽带170 GHz~260 GHz放大器模块
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作者 刘广儒 张勇 +1 位作者 朱华利 延波 《微波学报》 北大核心 2025年第1期46-50,共5页
本文设计了一款基于氮化镓芯片的170 GHz~260 GHz固态放大器模块。该模块采用波导-共面波导过渡结构,通过在标准矩形波导中插入楔形波导膜片来实现高紧凑的低损耗过渡。仿真结果表明,该过渡在整个波导频带内回波损耗优于20 dB,插入损耗... 本文设计了一款基于氮化镓芯片的170 GHz~260 GHz固态放大器模块。该模块采用波导-共面波导过渡结构,通过在标准矩形波导中插入楔形波导膜片来实现高紧凑的低损耗过渡。仿真结果表明,该过渡在整个波导频带内回波损耗优于20 dB,插入损耗小于0.12 dB。此外还在输入输出法兰处引入扼流槽结构,以实现对模块级联可能存在的信号泄露进行抑制。实际测试结果表明,该放大器模块在170 GHz~260 GHz频率范围内的小信号增益超过7.6 dB,输出功率均大于4 mW,并且该模块在213 GHz处实现了最大12.8 mW的功率输出,PAE为8.7%。 展开更多
关键词 氮化镓 放大器模块 波导-共面波导过渡 宽带
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Refractory Metal Nitride Schottky Contact on GaN 被引量:1
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作者 Ohno Yasuo 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期75-79,共5页
For thermally stable or high-temperature operating,Schottky contact utilizing refractory metal nitride,TiN,MoN and ZrN,on n-GaN were evaluated.The refractory metal nitride films were formed by reactive sputtering in A... For thermally stable or high-temperature operating,Schottky contact utilizing refractory metal nitride,TiN,MoN and ZrN,on n-GaN were evaluated.The refractory metal nitride films were formed by reactive sputtering in Ar and N2 ambient.Current-voltage characteristics show that ideality factors of 1.09-1.22 and barrier heights of 0.66-0.75 eV was obtained for the three metal nitrides.For the ZrN contact,the ideality factor and barrier height of became 1.06 and 0.77 eV,respectively,after 800 ℃ annealing.AlGaN/GaN heterostructure FET with TiN gate was also investigated.No obvious degradation was found for the TiN-gate device even after thermal treatment at 850 ℃.This shows that Schottky contact utilizing refractory metal nitride on GaN has the potential for thermal stability or high-temperature operating. 展开更多
关键词 REFRACTORY metal nitride gan SCHOTTKY contact SCHOTTKY DIODE
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基于GaN/PANI复合材料的高灵敏度的氨气传感器
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作者 刘晓汝 贾正阳 +2 位作者 光炬旭 韩丹 桑胜波 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第1期98-105,共8页
【目的】研究了氮化镓(GaN)和聚苯胺(PANI)复合材料在室温下对氨气(NH_(3))的气敏特性。【方法】以氧化镓(Ga_(2)O_(3))为镓源,采用原位氮化法制备了GaN微米结构,将GaN和苯胺单体预复合后,通过原位聚合法制备了GaN/PANI气敏传感器并对... 【目的】研究了氮化镓(GaN)和聚苯胺(PANI)复合材料在室温下对氨气(NH_(3))的气敏特性。【方法】以氧化镓(Ga_(2)O_(3))为镓源,采用原位氮化法制备了GaN微米结构,将GaN和苯胺单体预复合后,通过原位聚合法制备了GaN/PANI气敏传感器并对样品进行了一系列表征。【结果】结果表明GaN与PANI成功复合,GaN微米结构表面与网状PANI结合,从而为气体吸附提供了更多表面位点。测试并对比纯GaN和GaN/PANI复合材料的气敏特性,在室温低湿度条件下,GaN/PANI气敏传感器对体积分数100×10^(-6)的NH_(3)响应度可达80.73%,是相同体积分数的NH_(3)下纯GaN的1.7倍;另外,纯GaN的检测下限为1×10^(-6),而GaN/PANI复合气敏传感器的检测下限可达到1×10^(-9)。进一步分析GaN/PANI气敏传感器的传感机理,丰富的复合材料界面显著提升GaN/PANI传感器的气敏性能。GaN/PANI气敏传感器设计为室温下检测NH_(3)提供可靠方案。 展开更多
关键词 gan/PANI NH_(3)气敏传感器 原位氮化法 原位聚合法
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基于GaN HEMTs的射频功放芯片电热耦合仿真方法研究
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作者 娄旭烽 王健 夏银水 《微波学报》 北大核心 2025年第1期39-45,共7页
射频功率放大器芯片中采用的氮化镓高电子迁移率晶体管具有高功耗特性,该特性将导致芯片出现严重的自热效应,从而导致其性能下降。为更加精确地分析器件自热效应产生的影响,文中提出了一种有效的器件芯片电热耦合协同仿真方法。该方法... 射频功率放大器芯片中采用的氮化镓高电子迁移率晶体管具有高功耗特性,该特性将导致芯片出现严重的自热效应,从而导致其性能下降。为更加精确地分析器件自热效应产生的影响,文中提出了一种有效的器件芯片电热耦合协同仿真方法。该方法将器件电分析模型与温度分析模型进行物理耦合,建立相应的电、热耦合方程,通过观察器件的温度变化及相应的电流性能变化,进一步根据器件电流、电压特性计算热源,将功率器件作为热源并使用有限元方法计算热传导方程以获取芯片整体温度分布。文中通过实验仿真分析观察到自热效应导致氮化镓器件沟道电流下降并进行了详细讨论,得出温度的升高导致迁移率下降是电流减小的主要原因。最后,文中方法与商业软件做了仿真结果对比实验,对比结果进一步验证了芯片电热协同模拟的可行性和有效性。 展开更多
关键词 射频功率放大器 氮化镓高电子迁移率晶体管 自热效应 有限元方法
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基于GaN的高频高功率密度混合集成电源设计 被引量:1
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作者 朱伟龙 王鹏 +1 位作者 郑辰雅 孙鹏飞 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期102-109,共8页
混合集成DC-DC变换器因其工作温度范围宽和长期可靠性高在苛刻环境及高可靠需求应用场景中得到广泛应用。基于GaNHEMT器件优异的高频低损耗特性,结合有源箝位软开关拓扑、混合集成微组装技术和高载流低热阻气密封装技术,设计了一款28V... 混合集成DC-DC变换器因其工作温度范围宽和长期可靠性高在苛刻环境及高可靠需求应用场景中得到广泛应用。基于GaNHEMT器件优异的高频低损耗特性,结合有源箝位软开关拓扑、混合集成微组装技术和高载流低热阻气密封装技术,设计了一款28V输入、5V/20A输出的混合集成DC-DC变换器。该变换器开关频率800kHz,峰值效率达92%。详细阐述了有源箝位功率电路设计、GaNHEMT驱动电路寄生参数与震荡电压控制、同步整流时序与死区时间优化、厚膜混合集成工艺及散热的设计方法和技术细节,并通过仿真与样机实验,验证和展示了GaNHEMT和混合集成电路在高功率密度和高效率方面的优势。 展开更多
关键词 混合集成电路 有源箝位正激 氮化镓 同步整流 高可靠
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C波段GaN HEMT内匹配管设计
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作者 钱天乐 程知群 +1 位作者 乐超 郑邦杰 《微波学报》 北大核心 2025年第3期62-65,共4页
本文针对雷达对射频功率放大器大功率和高效率的迫切需求,设计了一款工作在C波段的氮化镓内匹配功率放大器,其输入输出匹配采用加工在Al2O3陶瓷基板上的芯片电容和键合金丝。内匹配管工作时,漏极电压为48 V,栅极电压为-2 V,在5.7 GHz~5.... 本文针对雷达对射频功率放大器大功率和高效率的迫切需求,设计了一款工作在C波段的氮化镓内匹配功率放大器,其输入输出匹配采用加工在Al2O3陶瓷基板上的芯片电容和键合金丝。内匹配管工作时,漏极电压为48 V,栅极电压为-2 V,在5.7 GHz~5.9 GHz的连续波工作条件下,输出最大功率可达47.6 dBm,附加效率PAE大于40%,小信号增益大于12.8 dB。充分显示出了氮化镓高电子迁移率晶体管器件高击穿电压、大输出功率的特点。 展开更多
关键词 氮化镓高电子迁移率晶体管 C波段 大功率 内匹配
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渐变组分背势垒GaN HEMT器件特性研究
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作者 张瑞浩 万发雨 +3 位作者 徐儒 徐佳闰 李月华 宋润陶 《微波学报》 北大核心 2025年第1期26-31,共6页
高频氮化镓微波功率器件的短沟道效应是限制其射频性能的重要原因,通常采用背势垒结构来提高二维电子气的限域性,抑制短沟道效应。然而背势垒层的加入会增加寄生电阻与栅极电容,使电流增益截止频率f_(t)与最大震荡频率f_(max)降低。因此... 高频氮化镓微波功率器件的短沟道效应是限制其射频性能的重要原因,通常采用背势垒结构来提高二维电子气的限域性,抑制短沟道效应。然而背势垒层的加入会增加寄生电阻与栅极电容,使电流增益截止频率f_(t)与最大震荡频率f_(max)降低。因此,本文采用了一种铝组分渐变的铝氮化镓背势垒结构,在一定程度上提高了器件的f_(t)和f_(max)。研究结果表明:与组分为0.05的固定组分背势垒相比,0~0.1渐变组分背势垒器件的最大震荡频率f_(max)最高提升了11.1 GHz,达到150.9 GHz。其射频功率特性也得到了明显改善,当工作频率为8 GHz时,最大输出功率密度达到5.2 W/mm,功率增益达到14.8 dB,功率附加效率达到了30.3%。 展开更多
关键词 氮化镓基高电子迁移率晶体管器件 渐变组分背势垒结构 短沟道效应 二维电子气限域性
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4 GHz~8 GHz宽带高增益250 W GaN功率放大器设计
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作者 景少红 苏鹏 +1 位作者 黄锦文 徐祖银 《微波学报》 北大核心 2025年第1期6-9,共4页
研制了一款基于0.25μm氮化镓高电子迁移率晶体管工艺的4 GHz~8 GHz宽带高增益功率放大器。通过对模型管的S参数和I-V曲线进行测试并进行拟合,最终得到氮化镓管芯的大信号等效电路模型,并利用氮化镓管芯的大信号等效电路模型进行精确的... 研制了一款基于0.25μm氮化镓高电子迁移率晶体管工艺的4 GHz~8 GHz宽带高增益功率放大器。通过对模型管的S参数和I-V曲线进行测试并进行拟合,最终得到氮化镓管芯的大信号等效电路模型,并利用氮化镓管芯的大信号等效电路模型进行精确的仿真设计。为实现高增益,该放大器内部设计有两级晶体管。输入匹配和级间匹配电路采用碳化硅集成功率器件工艺制作,减小匹配电路尺寸。输入合成网络和末级输出匹配电路采用低损耗陶瓷片介质加工。放大器采用4个12 mm管芯进行合成后实现250 W的功率输出,每个12 mm管芯由2个1.2 mm管芯推动。最终功率放大器在4 GHz~8 GHz频率范围内,在32 V电压条件下,实测脉冲输出功率大于250 W,功率附加效率大于38%,放大器功率增益大于18 dB。功率放大器尺寸为30.8 mm×27.4 mm×5.0 mm。 展开更多
关键词 氮化镓 宽带 高增益 大功率
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基于GaN功放的X波段120 W发射组件设计
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作者 王浪 吕高庆 王朝阳 《微波学报》 北大核心 2025年第1期32-38,共7页
文中采用三级功率放大电路拓扑结构,利用氮化镓(GaN)微波功放管,通过设计功放射频电路与控制保护电路实现了X波段高增益120 W发射组件的研制。主要对发射组件内部的射频电路展开了深入的研究,具体包括:高隔离GaN功放偏置电路、GaN功放... 文中采用三级功率放大电路拓扑结构,利用氮化镓(GaN)微波功放管,通过设计功放射频电路与控制保护电路实现了X波段高增益120 W发射组件的研制。主要对发射组件内部的射频电路展开了深入的研究,具体包括:高隔离GaN功放偏置电路、GaN功放腔体谐振仿真、高方向性微带定向耦合器以及小型化微带阶跃变换电路。发射组件测试结果表明,X波段80 MHz频率范围内,在输入功率为10 dBm、25μs脉宽、2%占空比TTL调制信号输入条件下,输出功率大于120 W,增益大于40 dB,顶降小于6%,脉冲前后沿均小于60 ns,杂散小于-62 dBc,谐波抑制大于68 dB。发射组件性能良好,满足系统使用要求。 展开更多
关键词 X波段 氮化镓功放 发射组件 射频电路
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低成本高结晶GaN纳米线柔性薄膜制备及其场发射性能 被引量:1
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作者 王如志 张京阳 +2 位作者 杨孟骐 王佳兴 郑坤 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1038-1048,共11页
旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并... 旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并通过工艺参数对其结构与尺寸进行调控,得到GaN纳米线薄膜的催化生长机制。通过对其场发射特性进行研究,发现其场发射性能与其纳米结构紧密相关,催化剂厚度以及薄膜弯曲状态可显著影响其场发射性能。结果表明,采用Cu作为催化剂所制备的GaN纳米线柔性薄膜的场发射电流具有较好的稳定性。该研究为GaN纳米线的低成本制备方法提供了可借鉴思路,同时也为场发射柔性器件的制作提供了可行的技术手段。 展开更多
关键词 氮化镓(gan) 纳米线 场发射 柔性薄膜 CU催化剂 低成本制备
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Ga-N熔体热力学性质及钠助熔剂法制备GaN单晶的研究进展
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作者 刘甜甜 怀俊彦 +4 位作者 王书杰 顾占彪 张文雅 史艳磊 邵会民 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期597-608,共12页
作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述... 作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述和讨论了Na助熔剂法GaN结晶的发展历程与最新技术,包括Ga-N的结晶热力学性质、熔体结构、助熔剂选择、单点籽晶技术、多点籽晶技术、孔隙与位错控制、形貌演化与生长条件优化等。最后,对比其他体GaN技术,展望了Na助熔剂法的挑战与机遇。 展开更多
关键词 氮化镓 体单晶 位错 晶体生长 钠助熔剂法
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基于GaN的开关线性复合高速随动脉冲负载直流变换器 被引量:6
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作者 樊靖轩 施佳楠 +2 位作者 徐子梁 任小永 陈乾宏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1818-1829,共12页
有源相控阵雷达发射机收发组件工作在高频脉冲负载模式,这对其供电电源的负载动态性能提出了很高要求。该文针对高速负载切换的二次DC-DC电源,提出开关线性复合并联结构的脉冲负载变换器及其相应的控制策略。基于器件级环路建模的方法... 有源相控阵雷达发射机收发组件工作在高频脉冲负载模式,这对其供电电源的负载动态性能提出了很高要求。该文针对高速负载切换的二次DC-DC电源,提出开关线性复合并联结构的脉冲负载变换器及其相应的控制策略。基于器件级环路建模的方法有效提升了线性稳压电路的环路带宽,使其进行快速功率跟踪,并设计基于GaN的低阻抗交错并联Buck变换器,使其以较快的速度高效地提供主要脉冲功率。针对重复频率50 kHz、峰值功率120 W的高频模拟雷达脉冲负载,该文搭建脉冲电流上升下降时间50 ns以内的脉冲电源原理样机,输出电压跌落小于5%。实验结果表明所提方法能够有效改善脉冲电源的动态性能。 展开更多
关键词 脉冲电源 相控阵雷达 氮化镓 动态响应
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GaN载片式功率放大器质量提升研究 被引量:1
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作者 张磊 王卫华 孟凡 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第6期103-107,共5页
随着T/R组件集成度的不断提升,氮化镓(GaN)功放载片因其输出功率大、效率高、体积小的特点,成为功率放大器发展中的一种新形态。文中研究了一种新型的GaN功放载片可靠性和质量评价提升的方法,针对于GaN功放载片的特点,该方法将微波单片... 随着T/R组件集成度的不断提升,氮化镓(GaN)功放载片因其输出功率大、效率高、体积小的特点,成为功率放大器发展中的一种新形态。文中研究了一种新型的GaN功放载片可靠性和质量评价提升的方法,针对于GaN功放载片的特点,该方法将微波单片和分立器件的评价方法相结合,关注功率管芯、匹配电容等可靠性核心元件,通过细化筛选试验、加严质量一致性评价,辅以加速寿命试验的方式,在早期剔除不良品,控制产品的技术状态,提升产品的可靠性。利用两型GaN功放载片产品进行验证,两型产品在质量一致性评价时发现高功率管芯和匹配电容的问题,证明该方法可以显著提升GaN功放载片的质量。 展开更多
关键词 氮化镓 功率放大器 无封装载片 质量评价 加速寿命试验
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2.5 MHz谐振频率GaN基LLC谐振变换器设计
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作者 张润玉 何云龙 +4 位作者 郑雪峰 张俊杰 周翔 马晓华 郝跃 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-8,共8页
直流-直流变换器是航天二次电源的核心部件之一,体积小、重量轻、高功率的变换器是航天电源未来发展的趋势。提高变换器开关频率是缩减整机体积与重量、提升变换器性能的重要手段,所以,“高频化”是未来直流-直流变换器的重要发展趋势... 直流-直流变换器是航天二次电源的核心部件之一,体积小、重量轻、高功率的变换器是航天电源未来发展的趋势。提高变换器开关频率是缩减整机体积与重量、提升变换器性能的重要手段,所以,“高频化”是未来直流-直流变换器的重要发展趋势。使用GaN高电子迁移率晶体管作为开关器件,研究了在电路实现软开关的情况下,特定GaN器件对LLC谐振变换器可实现的最大工作频率的影响。研究发现,在保持软开关特性的情况下,GaN器件的输出电容越小,作为LLC谐振变换器的开关器件时可以使变换器实现的最高频率越大,但是GaN器件本身的损耗也会随之增加。针对损耗与高频的折衷关系,建立了精确的GaN器件损耗模型,为效率最优方案提供参考。并针对270 V输入、28 V输出、200 W额定功率的GaN基LLC谐振变换器做出了详细分析,通过使用GaN器件实现了2.5 MHz的高频变换器,整机功重比达到3.1 kW/kg,转换效率峰值为92.8%。原理样机验证了该设计方法可以实现更高频的LLC变换器,为未来制作高频变换器提供了设计参考。 展开更多
关键词 gan 谐振变换器 高谐振频率
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NH_(3)/N_(2)复合热退火技术改善高浓度Mg掺杂GaN材料性能
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作者 蒋宗霖 闫丹 +3 位作者 张宁 魏同波 王军喜 魏学成 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1325-1333,共9页
研究了NH_(3)/N_(2)复合热退火技术对高浓度Mg掺杂GaN材料晶体质量、发光性质及导电性能的影响。实验结果表明,相较于传统N_(2)氛围高温热退火后处理工艺而言,NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺可以改善高浓度Mg掺杂GaN材料的晶体质量,同... 研究了NH_(3)/N_(2)复合热退火技术对高浓度Mg掺杂GaN材料晶体质量、发光性质及导电性能的影响。实验结果表明,相较于传统N_(2)氛围高温热退火后处理工艺而言,NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺可以改善高浓度Mg掺杂GaN材料的晶体质量,同时可以增进Mg受主原子的有效掺杂,使得其光致发光谱中蓝光峰强度增强。采用NH_(3)氛围高温热退火结合N_(2)氛围低温热退火后处理工艺复合技术制备得到的高浓度Mg掺杂GaN材料内部背景电子浓度显著降低。这是由于在NH_(3)氛围高温热退火后处理工艺中,NH_(3)的热分解产物能够有效降低材料内N空位和间隙Ga原子等浅施主型缺陷浓度,最终改善高浓度Mg掺杂GaN材料的导电性能。 展开更多
关键词 氮化镓 Mg掺杂 热退火工艺 氨气
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4H-SiC衬底上生长参数对AlGaN基深紫外多量子阱受激辐射特性的影响
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作者 张睿洁 郭亚楠 +4 位作者 吴涵 刘志彬 闫建昌 李晋闽 王军喜 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期894-904,共11页
SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析M... SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析MQWs的表面形貌和发光性能后发现,随着NH_(3)流量增加和生长温度升高,MQWs表面粗糙度降低,内量子效率提升。经优化,MQWs的内量子效率达到74.1%,室温下的激射阈值光功率密度和线宽分别为1.03 MW/cm~2和1.82 nm,发光波长为248.8 nm。这主要归因于高的NH3流量和生长温度抑制了有源区中的碳杂质并入,载流子辐射复合效率和材料增益增加;同时生长速率降低,改善了MQWs结构的表面形貌,降低了界面散射损耗。采用干法刻蚀和湿法腐蚀的复合工艺制备了光滑陡直的谐振腔,激光器的腔面损耗降低,阈值光功率密度和线宽进一步降低至889 kW/cm~2和1.39 nm。 展开更多
关键词 ALgan SIC 光泵浦激光器 Ⅴ/Ⅲ比 生长温度
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Si衬底上基于诱导成核技术的高质量GaN外延
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作者 许钪 许晟瑞 +7 位作者 陶鸿昌 苏华科 高源 杨赫 安瑕 黄俊 张进成 郝跃 《电子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期3907-3913,共7页
氮化镓(GaN)具有直接带隙、高频、大功率和高电子迁移率等优良的材料特性,使其在电力电子和光电器件等领域都具有广阔的应用前景.Si衬底具备大尺寸、低成本和工艺兼容性好等优势,所以Si基GaN具有很高的研究价值和商业价值.GaN材料的晶... 氮化镓(GaN)具有直接带隙、高频、大功率和高电子迁移率等优良的材料特性,使其在电力电子和光电器件等领域都具有广阔的应用前景.Si衬底具备大尺寸、低成本和工艺兼容性好等优势,所以Si基GaN具有很高的研究价值和商业价值.GaN材料的晶体质量决定着GaN基器件的性能,但Si基GaN的晶体质量较差,为此研究人员提出了多种方法来提高GaN的晶体质量,但都存在工艺复杂或成本高昂等问题.因此,本研究提出一种工艺简单且成本低的诱导成核技术来获取高质量的Si基GaN材料.对Si衬底完成相同剂量的N离子注入后进行不同时间的快速热退火处理,使用金属有机化学气相沉积法进行外延生长.结果表明,退火时间为6 min的样品具有最好的晶体质量,表面形貌和光学性能,与对照样品相比,螺位错密度降低14.7%,刃位错密度降低34.4%,总位错密度降低26.1%,并且提高了AlGaN/GaN异质结界面处的二维电子气面密度和电子迁移率,提高了AlGaN/GaN异质结的电学性能. 展开更多
关键词 氮化镓 诱导成核 快速热退火 金属有机化学气相沉积 位错密度 光学性能 电学性能
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不同线宽电流阻挡层的GaN基LED芯片光电特性研究 被引量:1
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作者 田媛 刘叶锋 +2 位作者 陈晓冰 王忠东 闫晓密 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期38-41,共4页
发光二极管(LED)由于具有低功耗、小体积、宽光谱范围等优点,被广泛应用于可见光通信、光电医疗、快速无损检测等微系统领域。为了进一步提高LED的发光效率,在图形化蓝宝石衬底上制备了具有不同线宽电流阻挡层(CBL)的氮化镓(GaN)基LED,... 发光二极管(LED)由于具有低功耗、小体积、宽光谱范围等优点,被广泛应用于可见光通信、光电医疗、快速无损检测等微系统领域。为了进一步提高LED的发光效率,在图形化蓝宝石衬底上制备了具有不同线宽电流阻挡层(CBL)的氮化镓(GaN)基LED,并研究其光电特性。结果表明,在120mA测试电流作用下,由于CBL的插入增大了有源层有效光发射区域的电流密度,减少了p电极(p-pad)下的寄生光吸收,LED芯片的辐射功率与光电转换效率随着CBL线宽的增加而单调增加,在CBL线宽设计为13μm时,辐射功率与光电转换效率达到最大;正向电压(VF)随着CBL线宽的增加略有增加,表明绝缘的CBL层增大串联电阻。本文为CBL线宽的选择提供了新思路,可有效提高LED的发光效率。 展开更多
关键词 发光二极管 电流阻挡层 氮化镓 发光效率
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