增强型垂直氮化镓场效应管的设计与仿真 被引量：1

1

作者 黄昊 贺威 +3 位作者 利健 杨嘉颖 郑子阳 吴建华 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第6期438-442,共5页

报道了一种利用AlGaN/GaN异质结中二维电子气导电且阈值电压可调的垂直氮化镓场效应管,通过双横向沟道的设置,在提高氮化镓器件电流密度的同时,通过改变器件顶部氮化镓刻蚀区域实现了器件阈值电压可调节。使用器件仿真TCAD软件,分析了... 报道了一种利用AlGaN/GaN异质结中二维电子气导电且阈值电压可调的垂直氮化镓场效应管,通过双横向沟道的设置,在提高氮化镓器件电流密度的同时,通过改变器件顶部氮化镓刻蚀区域实现了器件阈值电压可调节。使用器件仿真TCAD软件,分析了不同刻蚀区域时器件的击穿电压、阈值电压之间的关系,在实现电流密度较高、耐压特性较好的同时,器件阈值电压可达1.02~1.68 V,并且得到最优刻蚀区域条件下,器件的阈值电压为1.18 V,源极输出电流密度可达7.2 kA/cm^(2),击穿电压为750 V左右,导通电阻为0.52 mΩ·cm^(2)。 展开更多

关键词 氮化镓 异质结 增强型 阈值电压 高电流密度

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ZnO/ZnMgO异质结场效应管的制备与性能研究

2

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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分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料 被引量：2

3

作者 孙殿照 王晓亮 +6 位作者 胡国新 王军喜 刘宏新 刘成海 曾一平 李晋闽 林兰英 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期202-204,230,共4页

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低... 用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 。 展开更多

关键词 分子束外延 ALGAN/GAN Ⅲ族氮化物材料 二维电子气 异质结场效应晶体管 氮化镓 氮化铝

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氮化镓异质结高能电子辐照的电子背散射衍射研究

4

作者 马通达 左玉婷 +4 位作者 张智慧 付雪涛 张崇宏 张丽卿 王新强 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期369-371,共3页

利用2MeV电子辐照氮化镓(GaN)异质结,辐照剂量分别为1×1015/cm2和5×1015/cm2。电子背散射衍射(EBSD)菊池图的图像质量IQ值随辐照剂量的增加而增大,对应的表层应变或畸变减小。扫描电镜能谱(SEM/EDS)分析发现氧原子在外延层心... 利用2MeV电子辐照氮化镓(GaN)异质结,辐照剂量分别为1×1015/cm2和5×1015/cm2。电子背散射衍射(EBSD)菊池图的图像质量IQ值随辐照剂量的增加而增大,对应的表层应变或畸变减小。扫描电镜能谱(SEM/EDS)分析发现氧原子在外延层心部发生富集,表明高能电子辐照在GaN外延层内引入晶格损伤。表层应变状态的改变与杂质扩散和辐照点缺陷的引入直接相关,其中晶格损伤是影响表面应变状态的主要因素。 展开更多

关键词 氮化镓异质结 高能电子辐照 EBSD

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势垒层Al组分呈台阶梯度的AlGaN/GaN异质结构场效应晶体管

5

作者 房玉龙 张志荣 +5 位作者 尹甲运 王波 高楠 芦伟立 陈宏泰 牛晨亮 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第5期399-403,共5页

设计并制备了AlGaN势垒层中Al组分呈线性梯度分布和呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN结构材料及其异质结构场效应晶体管(HFET),测试了基于两种结构材料的HFET器件性能。分析发现,两种结构HFET的阈值电压分别为-9.5和-3.2 V,在1 V栅偏压下,峰... 设计并制备了AlGaN势垒层中Al组分呈线性梯度分布和呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN结构材料及其异质结构场效应晶体管(HFET),测试了基于两种结构材料的HFET器件性能。分析发现,两种结构HFET的阈值电压分别为-9.5和-3.2 V,在1 V栅偏压下,峰值漏极电流密度分别达到684 mA/mm和600 mA/mm,峰值跨导分别达到102 mS/mm和167 mS/mm。通过分析随机半径上的峰值跨导分布发现,对于势垒层Al组分呈台阶梯度分布的AlGaN/GaN异质结构,由于每个AlGaN台阶层都是独立的,并且在外延过程中可以独立控制生长,其外延材料的方块电阻和HFET峰值跨导的相对标准偏差分别低至0.71%和0.7%,优于势垒层Al组分呈线性梯度分布的AlGaN/GaN结构及其HFET,这对后续规模化应用时的工艺控制和均匀性控制提供了便利。AlGaN/GaN台阶梯度异质结构的分层生长模式更有利于每层的独立优化。这种台阶梯度结构有望促进GaN器件在无线通信领域的规模化应用。 展开更多

关键词 台阶梯度异质结 氮化镓(GaN) 异质结场效应晶体管(HFET) 均匀性 无线通信

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氮化物异质结电子气的二维特性和迁移率 被引量：14

6

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-6,12,共7页

从自洽求解薛定谔方程出发,计算了氮化物异质结中的二维电子气、退局域态和二维表面态。研究了电子气二维特性与迁移率间的关联。用电子气的二维特性和沟道电子向表面态溢出模型解释了室温和低温下迁移率随电子浓度变化的行为。以电子... 从自洽求解薛定谔方程出发,计算了氮化物异质结中的二维电子气、退局域态和二维表面态。研究了电子气二维特性与迁移率间的关联。用电子气的二维特性和沟道电子向表面态溢出模型解释了室温和低温下迁移率随电子浓度变化的行为。以电子迁移率与异质结构间的关联为依据,提出了优化设计异质结构来增大电子迁移率和降低迁移率随电子浓度变化的新思路。 展开更多

关键词 :铝镓氮/氮化镓异质结 电子气的二维特性 退局域态 二维表面态 迁移率 子带间散射

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氮化镓基单片功率集成技术 被引量：1

7

作者 周靖贵 陈匡黎 +1 位作者 周琦 张波 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期685-697,共13页

宽禁带、高临界击穿电场和高饱和电子速度的材料优越性,以及铝镓氮/氮化镓(Al GaN/GaN)异质结能通过极化不连续性在其界面极化诱导出具有高浓度、高迁移率的二维电子气并制备出高电子迁移率晶体管,使氮化镓器件正成为下一代功率和射频... 宽禁带、高临界击穿电场和高饱和电子速度的材料优越性,以及铝镓氮/氮化镓(Al GaN/GaN)异质结能通过极化不连续性在其界面极化诱导出具有高浓度、高迁移率的二维电子气并制备出高电子迁移率晶体管,使氮化镓器件正成为下一代功率和射频应用领域的新型高性能电子器件。氮化镓基单片功率集成技术是减小寄生电感影响、提升集成电路开关速度、降低系统功耗和实现系统小型化的关键技术。该文围绕氮化镓单片功率集成技术,对p/n双极性沟道异质结外延结构、单片异质集成、全氮化镓集成电路和p沟道器件关键技术的研究进展进行了全面分析。 展开更多

关键词 氮化镓 异质结 二维电子气 高电子迁移率晶体管 氮化镓单片功率集成 P沟道

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AlGaN／GaN异质结构中的极化工程 被引量：2

8

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期334-339,共6页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了AlGaN/GaN量子阱电子气密度随Al组份比、势垒层厚度和栅压的变化,比较了能带带阶和极化电荷对沟道阱能带和电子气特性的影响,研究了在势垒层和缓冲层中夹入AlN及InGaN薄层的作用,计算了AlGaN/... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了AlGaN/GaN量子阱电子气密度随Al组份比、势垒层厚度和栅压的变化,比较了能带带阶和极化电荷对沟道阱能带和电子气特性的影响,研究了在势垒层和缓冲层中夹入AlN及InGaN薄层的作用,计算了AlGaN/GaN/AlGaN双异质结的能带,最后探讨了势垒层能带的优化设计,提出了剪裁势垒层能带来钝化表面的新方法。 展开更多

关键词 铝镓氮 氮化镓异质结 极化掺杂 能带剪裁 表面钝化新方案

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面向下一代GaN功率技术的超薄势垒AlGaN/GaN异质结功率器件 被引量：1

9

作者 黄森 张寒 +4 位作者 郭富强 王鑫华 蒋其梦 魏珂 刘新宇 《电子与封装》 2023年第1期11-21,共11页

AlGaN/GaN异质结型功率电子器件具有高工作温度、高击穿电压、高电子迁移率等优点,在推动下一代功率器件小型化、智能化等方面具有很大的材料和系统优势。从5种实现增强型GaN基功率电子器件的方法入手,重点介绍了采用超薄势垒AlGaN(小于... AlGaN/GaN异质结型功率电子器件具有高工作温度、高击穿电压、高电子迁移率等优点,在推动下一代功率器件小型化、智能化等方面具有很大的材料和系统优势。从5种实现增强型GaN基功率电子器件的方法入手,重点介绍了采用超薄势垒AlGaN(小于6 nm)/GaN异质结实现无需刻蚀AlGaN势垒层的GaN基增强型器件的物理机理和实现方法。同时介绍了在超薄势垒AlGaN/GaN异质结构上实现增强型/耗尽型绝缘栅高电子迁移率晶体管单片集成的研究进展,进一步论证了在大尺寸Si基AlGaN/GaN超薄势垒平台上同片集成射频功率放大器、整流二极管、功率三极管等器件的可行性,为Si基GaN射频器件、功率器件、驱动和控制电路的单片集成奠定了技术基础。 展开更多

关键词 氮化镓 功率电子器件 ALGAN/GAN异质结 超薄势垒 增强型 功率集成

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用异质结构控制GaN阴极电子发射 被引量：1

10

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期517-523,560,共8页

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了GaN异质结构上偏压变化时异质结电场的变化。发现异质结量子阱能把外电场屏蔽在异质界面以外。利用这种异质结量子阱的屏蔽效应,可以使外电场都降落在异质结表面来控制表面势。为了把表面电... 从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发,研究了GaN异质结构上偏压变化时异质结电场的变化。发现异质结量子阱能把外电场屏蔽在异质界面以外。利用这种异质结量子阱的屏蔽效应,可以使外电场都降落在异质结表面来控制表面势。为了把表面电势剪裁成半导体阴极所需的陡直下降的电势结构,进一步深入研究了双势垒异质结的电场结构,发现外面的异质结能屏蔽里面异质结的势垒。利用这种双势垒异质结的屏蔽效应设计出可由偏压直接控制电子亲合势的异质结构,从而为半导体阴极开辟出一条新的研究途径。 展开更多

关键词 半导体阴极 铝镓氮 氮化镓异质结中的屏蔽效应 阴极表面电势剪裁 偏压控制电子亲合势的阴极

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GaN基HFET中极化诱导二维电子气和电流崩塌效应 被引量：3

11

作者 张志国 杨瑞霞 +3 位作者 李丽 李献杰 王勇 杨克武 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期50-55,共6页

从纤锌矿GaN的晶体结构和微电子学理论出发,介绍了GaN基HFET中两种极化效应的物理机制,分析了二维电子气(2DEG)的形成,极化与2DEG浓度的关系以及提高2DEG浓度的方法。列举了三种典型的电流崩塌效应,分别介绍了其成因和抑制方法,并对各... 从纤锌矿GaN的晶体结构和微电子学理论出发,介绍了GaN基HFET中两种极化效应的物理机制,分析了二维电子气(2DEG)的形成,极化与2DEG浓度的关系以及提高2DEG浓度的方法。列举了三种典型的电流崩塌效应,分别介绍了其成因和抑制方法,并对各种抑制电流崩塌的方法进行了比较。 展开更多

关键词 氮化镓 异质结场效应晶体管 极化效应 二维电子气 电流崩塌效应

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硅基GaN超级结器件研究 被引量：1

12

作者 于宗光 黄伟 李海鸥 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期51-55,共5页

提出采用硅基F-离子处理技术研制硅基GaN超级结高压器件,并建立了三维电荷器件模型。实验结果表明,当栅极电压偏置于-1.25^-0.25 V时,漂移区长度为10μm的新器件其峰值跨导g m(max)出现最大值约为390 mS/mm,且较为平缓。该器件导通电阻... 提出采用硅基F-离子处理技术研制硅基GaN超级结高压器件,并建立了三维电荷器件模型。实验结果表明,当栅极电压偏置于-1.25^-0.25 V时,漂移区长度为10μm的新器件其峰值跨导g m(max)出现最大值约为390 mS/mm,且较为平缓。该器件导通电阻较低,比导通电阻为0.562 5 mΩ·cm2,仅为相同漂移区长度的常规增强型GaN高压器件比导通电阻率2.25 mΩ·cm2的25%。该器件击穿特性与漂移区长度呈较好的线性关系,并在漂移区长度为15μm时,击穿电压接近硅基GaN高压器件的理想击穿电压,约为657 V,比前者器件结构的击穿电压提高了约182 V。 展开更多

关键词 宽禁带半导体 氮化镓异质结 超级结 F-离子处理技术 比导通电阻

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一种考虑自热效应的AlGaN/GaN HEMT大信号模型 被引量：1

13

作者 王林 王燕 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期13-15,75,共4页

当AlGaN/GaN HEMT输出高功率密度时,器件沟道温度的升高将引起电流的下降(自热效应)。提出了一种针对AlGaN/GaN HEMT改进的大信号等效电路模型,考虑了HEMT自热效应,建立了一种改进的大信号I-V特性模型,仿真结果与测试结果符合较好,提高... 当AlGaN/GaN HEMT输出高功率密度时,器件沟道温度的升高将引起电流的下降(自热效应)。提出了一种针对AlGaN/GaN HEMT改进的大信号等效电路模型,考虑了HEMT自热效应,建立了一种改进的大信号I-V特性模型,仿真结果与测试结果符合较好,提高了大信号模型的精度。 展开更多

关键词 铝镓氮/氮化镓异质结场效应晶体管 自热效应 等效电路 大信号模型

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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

14

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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通孔结构Si衬底AlGaN/GaN HFET的热特性模拟

15

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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Si/SiC超结LDMOSFET的短路和温度特性

16

作者 阳治雄 曾荣周 +2 位作者 吴振珲 廖淋圆 李中启 《半导体技术》 北大核心 2023年第12期1071-1076,共6页

Si/SiC超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(SJ-LDMOSFET)能有效改善Si SJ-LDMOSFET阻断电压低、温度特性差和短路可靠性低的问题。采用TCAD软件对Si SJ-LDMOSFET和Si/SiC SJ-LDMOSFET的短路和温度特性进行研究。当环境温度从300 K... Si/SiC超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(SJ-LDMOSFET)能有效改善Si SJ-LDMOSFET阻断电压低、温度特性差和短路可靠性低的问题。采用TCAD软件对Si SJ-LDMOSFET和Si/SiC SJ-LDMOSFET的短路和温度特性进行研究。当环境温度从300 K上升到400 K时,Si/SiC SJ-LDMOSFET内部最高温度均低于Si SJ-LDMOSFET,表现出良好的抑制自热效应的能力;Si/SiC SJ-LDMOSFET的击穿电压基本保持不变,且饱和电流退化率较低。发生短路时,Si/SiC SJ-LDMOSFET内部最高温度上升率要明显小于Si SJ-LDMOSFET。在环境温度为300 K和400 K时,Si/SiC SJ-LDMOSFET的短路维持时间相对于Si SJ-LDMOSFET分别增加了230%和266.7%。研究结果显示Si/SiC SJ-LDMOSFET在高温下具有更好的温度稳定性和抗短路能力,适用于高温、高压和高短路可靠性要求的环境中。 展开更多

关键词 超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(SJ-LDMOSFET) Si/SiC异质结 击穿 短路 温度稳定性

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AlInN三明治势垒GaN HFET 被引量：1

17

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

18

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

19

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

20

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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