ZnO/ZnMgO异质结场效应管的制备与性能研究

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作者 朱振邦 顾书林 +4 位作者 朱顺明 叶建东 黄时敏 顾然 郑有炓 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期449-452,共4页

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在ZnO/ZnMgO异质结构上制备SiO2作为栅绝缘层,采用光刻与腐蚀工艺制备ZnO/ZnMgO异质结场效应管。电学性能测试及计算结果表明器件栅压调控作用明显。发现栅端漏电流对器件性能造成一定影响。... 利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在ZnO/ZnMgO异质结构上制备SiO2作为栅绝缘层,采用光刻与腐蚀工艺制备ZnO/ZnMgO异质结场效应管。电学性能测试及计算结果表明器件栅压调控作用明显。发现栅端漏电流对器件性能造成一定影响。在低温条件下,栅绝缘层产生钝化,从而能够改善器件的性能。 展开更多

关键词 ZnO/ZnMgO 异质结场效应管 迁移率

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通孔结构Si衬底AlGaN/GaN HFET的热特性模拟

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作者 文于华 范冰丰 +2 位作者 骆思伟 王钢 刘扬 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期112-115,共4页

使用有限元软件ANSYS,对通孔结构Si衬底Al GaN/GaN HFET进行了热特性模拟。首先,根据器件结构建立了以栅极为热源的分析模型。然后,通过改变衬底材料、衬底厚度、栅间距以及通孔深度,分别研究了两栅指结构HFET的峰值温度和热阻。最后,... 使用有限元软件ANSYS,对通孔结构Si衬底Al GaN/GaN HFET进行了热特性模拟。首先,根据器件结构建立了以栅极为热源的分析模型。然后,通过改变衬底材料、衬底厚度、栅间距以及通孔深度,分别研究了两栅指结构HFET的峰值温度和热阻。最后,对由两栅指结构扩展得到的多栅指结构HFET进行了模拟。结果表明,衬底材料、衬底厚度、栅间距和通孔深度对器件的热特性均有明显的影响,选择合适的参数有利于改善器件的性能;当栅指数目增加时,器件的峰值温度增大,散热趋向于困难。 展开更多

关键词 铝镓氮/氮化镓 异质结场效应管 ANSYS 通孔结构

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AlInN三明治势垒GaN HFET 被引量：1

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作者 薛舫时 孔月婵 +3 位作者 董逊 周建军 李忠辉 陈辰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期421-428,472,共9页

介绍了国际上AlInN势垒HFET的最新发展。从器件性能分析中发现这种新势垒显著提高了沟道电子气密度,增大了强场漂移速度,消除应变提高了器件可靠性和热稳定性,能在高温下有效工作,使GaN HFET研究走上新的台阶。但是薄势垒引起的大栅流... 介绍了国际上AlInN势垒HFET的最新发展。从器件性能分析中发现这种新势垒显著提高了沟道电子气密度,增大了强场漂移速度,消除应变提高了器件可靠性和热稳定性,能在高温下有效工作,使GaN HFET研究走上新的台阶。但是薄势垒引起的大栅流和电流崩塌是阻碍器件性能提高和实际应用的主要瓶颈。利用AlInN/AlGaN异质界面的大能带带阶和强极化电荷来剪裁能带,设计出新的三明治势垒,满足内、外沟道和欧姆接触势垒的要求。可望消除上述瓶颈,使AlInN势垒GaN HFET付诸实用。 展开更多

关键词 铝铟氮/氮化镓异质结场效应管 铝铟氮三明治势垒 栅流 电流崩塌 二维异质结构

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GaN HFET中的陷阱和局域电子气 被引量：8

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作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期207-216,共10页

研究了GaN HFET中陷阱的各种行为,发现许多特性不能简单地用陷阱中心俘获带内电子模型来解释。从内、外沟道陷阱密度的巨大差异推出外沟道高密度陷阱不是由陷阱中心俘获带内电子产生的。通过自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程发现栅-漏... 研究了GaN HFET中陷阱的各种行为,发现许多特性不能简单地用陷阱中心俘获带内电子模型来解释。从内、外沟道陷阱密度的巨大差异推出外沟道高密度陷阱不是由陷阱中心俘获带内电子产生的。通过自洽求解二维泊松方程和薛定谔方程发现栅-漏间隙中的强场峰在其两侧产生巨大能带畸变,使部分二维电子气不能通过强场峰而形成局域电子气。运用这一局域电子气新概念解释了目前实验中观察到的各类陷阱实验,说明目前陷阱研究把高密度局域电子气误认为"陷阱"而引入的各种误解。提出了从局域电子气研究来解决GaN HFET电流崩塌和可靠性难题的新途径。 展开更多

关键词 氮化镓异质结场效应管的陷阱 外沟道中的能带畸变 局域电子气 陷阱与局域电子气的相互作用 电流崩塌 可

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GaN HFET沟道层中的慢输运电子态和射频电流崩塌 被引量：5

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作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期205-210,共6页

从电极偏置环境、二维异质结能带及沟道电子状态的研究出发,发现了沟道中存在具有不同输运特性的高能正常电子和低能慢电子,建立起新的慢电子电流崩塌模型。在器件射频工作中通过正常输运电子到慢电子的转换过程解释了射频电流崩塌行为... 从电极偏置环境、二维异质结能带及沟道电子状态的研究出发,发现了沟道中存在具有不同输运特性的高能正常电子和低能慢电子,建立起新的慢电子电流崩塌模型。在器件射频工作中通过正常输运电子到慢电子的转换过程解释了射频电流崩塌行为。沟道中的慢电子是产生射频电流崩塌的真正缘由。运用这一慢电子电流崩塌模型解释了目前用耗尽模型不能解释的大量实验结果。最后提出了通过异质结构优化设计来消除慢电子,解决电流崩塌难题的新途径。 展开更多

关键词 氮化镓异质结场效应管中的电流崩塌 沟道中的慢输运电子 电子输运过程中的状态转换 沟道强场峰的由来 射频电流崩塌

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AlGaN/GaN HFET的优化设计 被引量：3

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作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期163-169,共7页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了不同掺杂方式下异质结能带和二维电子气的行为。发现掺杂能剪裁异质结能带的弯曲度、控制电子气的二维特性和浓度。在此基础上研究了不同掺杂方式的掺杂效率。通过掺杂和势垒结构的优化设计,... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了不同掺杂方式下异质结能带和二维电子气的行为。发现掺杂能剪裁异质结能带的弯曲度、控制电子气的二维特性和浓度。在此基础上研究了不同掺杂方式的掺杂效率。通过掺杂和势垒结构的优化设计,得出了用δ掺杂加薄AlN隔离层的结构,既提高了电子气浓度,又保持电子气的强二维特性。从电子气浓度和栅对电子气的控制力度出发,提出了HFET势垒优化设计中的电子气浓度与势垒层厚度乘积规则。依据二维表面态理论,研究了表面态随帽层掺杂结构的变化。从前述乘积规则和表面态变化出发进行了内、外沟道异质结构的优化设计。优化结构既提高了电子气浓度和跨导,降低了欧姆接触电阻,又抑制了电流崩塌。 展开更多

关键词 铝镓氮/氮化镓异质结场效应管 优化设计 势垒层掺杂效率 电子气浓度与势垒层厚度乘积 表面态 无电流崩塌设计

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AlGaN/GaN HFET的2DEG和电流崩塌研究(Ⅰ) 被引量：1

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作者 李效白 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-5,共5页

从不同的视角回顾和研究了AlGaN/GaN HFET的二维电子气(2DEG)和电流崩塌问题。阐述了非掺杂的AlGaN/GaN异质结界面存在2DEG的原动力是极化效应,电子来源是AlGaN上的施主表面态。2DEG浓度与AlGaN/GaN界面导带不连续性、AlGaN层厚和Al组... 从不同的视角回顾和研究了AlGaN/GaN HFET的二维电子气(2DEG)和电流崩塌问题。阐述了非掺杂的AlGaN/GaN异质结界面存在2DEG的原动力是极化效应,电子来源是AlGaN上的施主表面态。2DEG浓度与AlGaN/GaN界面导带不连续性、AlGaN层厚和Al组分有密切关系。揭示了AlGaN/GaN HFET的2DEG电荷涨落受控于表面、界面和缓冲层中的各种缺陷及外加应力,表面空穴陷阱形成的虚栅对输入信号有旁路和延迟作用,它们导致高频及微波状态下的电流崩塌。指出由于构成电流崩塌因素的复杂性,各种不同的抑制电流崩塌方法都存在不足,因此实现该器件大功率密度和高可靠性还有很长的路要走。 展开更多

关键词 铝镓氮/氮化镓 异质结场效应管 二维电子气 自发极化 压电极化 电流崩塌 陷阱效应

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GaN HFET的综合设计 被引量：1

8

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期473-479,共7页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了负极化电荷在强化沟道阱量子限制和能带剪裁中的作用。优化设计负极化电荷的位置后给出了新的复合势垒设计。提出了新的动态电流崩塌模型和二维异质结构概念,把原位Si3N4钝化和复合势垒结合... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了负极化电荷在强化沟道阱量子限制和能带剪裁中的作用。优化设计负极化电荷的位置后给出了新的复合势垒设计。提出了新的动态电流崩塌模型和二维异质结构概念,把原位Si3N4钝化和复合势垒结合起来实现二维异质结构。用AlGaN/AlInN复合势垒解决了AlInNHFET中的欧姆接触电阻大和沟道不易夹断两大难题。通过能带剪裁和二维异质结构设计完成了包含钝化、场板电极、挖槽、薄势垒欧姆接触、GaN帽层和AlN插入层等方案优点的新综合设计。 展开更多

关键词 氮化镓异质结场效应管 铝镓氮/铝铟氮复合势垒 能带剪裁 动态电流崩塌模型 二维异质结构 综合设计

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Ⅲ族氮化物及其二维电子气输运特性的研究进展 被引量：1

9

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期265-274,280,共11页

Ⅲ族氮化物半导体具有宽禁带和直接带隙 ,导带能谷间距大 ,强场输运特性好。Al Ga N/Ga N异质结产生高密度的二维电子气 ,屏蔽了杂质和缺陷的散射 ,改善了低场输运性能。它弥补了宽禁带半导体输运性能差的缺点 ,已研制成大功率的 HFET... Ⅲ族氮化物半导体具有宽禁带和直接带隙 ,导带能谷间距大 ,强场输运特性好。Al Ga N/Ga N异质结产生高密度的二维电子气 ,屏蔽了杂质和缺陷的散射 ,改善了低场输运性能。它弥补了宽禁带半导体输运性能差的缺点 ,已研制成大功率的 HFET。利用强场下的速度过冲有望消除阴极端的速度凹坑 ,显著改进器件性能。电子气的强二维性使输运特征依赖于器件结构和工作状态 ,器件设计变为一个剪裁电子状态和输运特性的复杂工程。文中综述了 族氮化物及其二维电子气的输运特性 ,讨论了从输运特性出发 ,优化 HFET性能的问题。 展开更多

关键词 Ⅲ族氮化物 二维电子气 输运性能 异质结场效应管

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GaN HFET沟道中的电子状态转移和非线性研究

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作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期170-174,共5页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了大栅压摆动下的沟道电子状态,发现高栅压下电子波函数向势垒层的渗透和激发子带向势垒层的转移是导致跨导下降、线性变差的主要原因。分别研究了势垒层和沟道结构对波函数渗透和电子态转移的... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了大栅压摆动下的沟道电子状态,发现高栅压下电子波函数向势垒层的渗透和激发子带向势垒层的转移是导致跨导下降、线性变差的主要原因。分别研究了势垒层和沟道结构对波函数渗透和电子态转移的影响。通过势垒层和沟道结构的综合设计获得了在大栅压摆动下保持高跨导和线性的优化结构。提出了剪裁二维能带结构的新工艺方案。 展开更多

关键词 氮化镓 异质结场效应管 非线性 沟道电子态转移 电子波函数渗透 沟道电子布居率 能带剪裁

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GaN HFET中的耦合沟道阱

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作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期169-173,共5页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了GaN异质结构中的耦合沟道阱,求出了耦合沟道阱中电子状态随异质结构的变化,发现通过适当的能带剪裁可以使基态子带和激发态子带分别落在主阱和副阱中,从而显著降低了子带间的散射。使用这种新... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了GaN异质结构中的耦合沟道阱,求出了耦合沟道阱中电子状态随异质结构的变化,发现通过适当的能带剪裁可以使基态子带和激发态子带分别落在主阱和副阱中,从而显著降低了子带间的散射。使用这种新颖的耦合沟道阱完成了低噪声HFET的优化设计。 展开更多

关键词 耦合沟道阱 能带剪裁 子带间散射 低噪声氮化镓异质结场效应管 优化设计

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复合沟道氟离子增强型AlGaN/GaN HEMT的研究 被引量：2

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作者 蔡金勇 周琦 +6 位作者 罗小蓉 陈万军 范远航 熊佳云 魏杰 杨超 张波 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期409-414,共6页

提出一种复合沟道氟离子(F-)增强型AlGaN/GaN HEMT(Hybrid-channel enhancement-mode AlGaN/GaN HEMT,HCE-HEMT)新结构。该结构引入高、低浓度F-复合沟道,其中高浓度F-注入区位于沟道靠近源漏两端以调制阈值电压,获得增强型器件;低浓度F... 提出一种复合沟道氟离子(F-)增强型AlGaN/GaN HEMT(Hybrid-channel enhancement-mode AlGaN/GaN HEMT,HCE-HEMT)新结构。该结构引入高、低浓度F-复合沟道,其中高浓度F-注入区位于沟道靠近源漏两端以调制阈值电压,获得增强型器件;低浓度F-区位于沟道中部以调制肖特基栅电极的正向开启电压,增加器件承受的栅电压摆幅,但它对其下方二维电子气的耗尽作用很弱。同时,高浓度区只占栅长的40%,减轻高浓度F-对沟道的影响,提升器件的电流能力。利用Sentaurus软件仿真,结果显示,与传统F-增强型AlGaN/GaN HEMT相比,HCE-HEMT载流能力提高了40.3%,比导通电阻下降了23.3%,同时反向耐压仅下降了5.3%。 展开更多

关键词 氮化镓 异质结场效应管晶体管 增强型 复合沟道

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毫米波器件与电路技术 被引量：3

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作者 孙再吉 《微纳电子技术》 CAS 2002年第9期9-13,共5页

阐述了近来毫米波器件及电路的技术动向。异质结FET和HBT在InP系突现出优越的性能,在GaAs系已完全进入系统应用阶段。在此应用观点的影响下,相继开发成功了宽带无线通信系统和车载雷达用的CPWMMIC芯片以及倒装片封装模块。

关键词 毫米波器件 电路技术 异质结场效应管 异质结双极晶体管

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高工作电压GaAs HFET

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作者 陈正廉 林罡 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2019年第2期106-110,共5页

通过对结构和性能的分析与优化,设计并研制了不同场板和宽槽条件下的高工作电压GaAs HFET器件。直流和射频测试结果表明:提升场板长度和宽槽宽度可以有效提高器件的工作电压。器件在南京电子器件研究所流片,最终制备出的器件性能为:击... 通过对结构和性能的分析与优化,设计并研制了不同场板和宽槽条件下的高工作电压GaAs HFET器件。直流和射频测试结果表明:提升场板长度和宽槽宽度可以有效提高器件的工作电压。器件在南京电子器件研究所流片,最终制备出的器件性能为:击穿电压大于84 V,在20 V工作电压下截止频率为9 GHz,3 GHz时功率增益为15.87 dB、功率附加效率为53%。 展开更多

关键词 GaAs异质结场效应管 场板 宽槽 工作电压

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