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高阈值电压的半环绕式MIS栅极P-GaNHEMT
1
作者 何晓宁 贾茂 +3 位作者 李明志 侯斌 杨凌 马晓华 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期333-338,共6页
p-GaNHEMT以阈值电压稳定、导通损耗低、开关频率高和工艺成熟等优势,成为新一代主流功率开关器件。针对其栅控能力与开态损耗优化需求,提出了一种采用半环绕式金属-绝缘体-半导体(MIS)栅结构的p-GaNHEMT。通过采用SiN介质层及栅极金属... p-GaNHEMT以阈值电压稳定、导通损耗低、开关频率高和工艺成熟等优势,成为新一代主流功率开关器件。针对其栅控能力与开态损耗优化需求,提出了一种采用半环绕式金属-绝缘体-半导体(MIS)栅结构的p-GaNHEMT。通过采用SiN介质层及栅极金属环绕p-GaN层,该器件实现了6.9 V的高阈值电压,且栅极操作范围提升至14 V。器件的输出电流由17.1 mA/mm提升至30.5 mA/mm,导通电阻则由106.4Ω·mm降低至47.6Ω·mm。基于SilvacoTCAD软件的仿真结果表明,半环绕式MIS栅极结构显著提升了沟道电流密度,有效降低了栅极下方的尖峰电场强度,从而提高了器件的击穿电压。此外,峰值跨导的误差棒显示样品的平均峰值跨导从5.8 mS/mm增至6.8 mS/mm,进一步验证了半环绕栅(GSA)技术对提升p-GaNHEMT栅极控制能力的显著效果。 展开更多
关键词 半环绕栅(GSA) 常关型 ALgan/gan HEMT p-gan栅极 电学特性
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GaN功率开关器件的发展与微尺度功率变换 被引量：6
2
作者 赵正平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,13,共7页
GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。... GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。综述了GaN功率开关器件的发展历程、现状、关键技术突破、应用研究和微功率变换集成。重点评估了常开和常关两类GaN功率开关器件的异质结外延材料的结构、器件结构优化、器件的关键工艺、增强型器件的形成技术、器件性能、可靠性、应用特点和微系统集成。最后总结了新世纪以来GaN新一代电力电子器件技术进步的亮点。 展开更多
关键词 常开gan功率开关器件 常关gan功率开关器件 gan高电子迁移率晶体管 (HEMT) gan异质结场效应晶体管(HFET) 增强型器件 功率变换
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基于OD_SeGAN的断奶前仔猪实例分割方法
3
作者 李鹏 沈明霞 +4 位作者 刘龙申 陈金鑫 薛鸿翔 衡熙 孙玉文 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期482-491,共10页
在猪只智慧养殖中,猪只实例分割方法是实现猪只自动化检测的关键技术之一,但在实际分割场景中,存在猪只遮挡粘连等现象,易导致分割困难。针对产房中仔猪分割困难问题,本文提出一种基于YOLO v5s和GAN(Generative adversarial network)的... 在猪只智慧养殖中,猪只实例分割方法是实现猪只自动化检测的关键技术之一,但在实际分割场景中,存在猪只遮挡粘连等现象,易导致分割困难。针对产房中仔猪分割困难问题,本文提出一种基于YOLO v5s和GAN(Generative adversarial network)的实例分割模型OD_SeGAN。该方法通过目标检测算法YOLO v5s提取出仔猪目标,并输入至语义分割算法GAN实现分割,并使用空洞卷积替换GAN中的普通卷积,扩大网络感受野;其次,使用挤压-激励注意力机制模块,增强模型对仔猪全局特征的学习能力,提高模型的分割精度。实验结果表明,OD_SeGAN在测试集上IoU为88.6%,分别比YOLO v5s_Seg、Cascade_Mask_RCNN、Mask_RCNN、SOLO、Yolact高3.4、3.3、4.1、9.7、8.1个百分点。将OD_SeGAN应用于仔猪窝均质量估测任务中,测得仔猪窝均质量和仔猪像素点数之间皮尔逊相关系数为0.956。OD_SeGAN在实际生产场景中具有良好的仔猪分割性能,可为仔猪窝均质量估测等后续研究提供技术基础。 展开更多
关键词 仔猪 实例分割 注意力机制 gan 窝均质量
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Li、Au掺杂对GaN/ZnO异质结光解水制氢性能的调控
4
作者 温俊青 王若琦 张建民 《无机化学学报》 北大核心 2025年第5期923-938,共16页
以提高GaN/ZnO异质结光解水制氢性能为目标,采用第一性原理方法研究了Li和Au元素掺杂GaN/ZnO异质结的电子结构、光学性质和光催化性能。电子结构计算表明GaN/ZnO异质结为直接带隙半导体,异质结类型为Z型,带隙为1.41 eV,能有效促进载流... 以提高GaN/ZnO异质结光解水制氢性能为目标,采用第一性原理方法研究了Li和Au元素掺杂GaN/ZnO异质结的电子结构、光学性质和光催化性能。电子结构计算表明GaN/ZnO异质结为直接带隙半导体,异质结类型为Z型,带隙为1.41 eV,能有效促进载流子分离。Li、Au掺杂后的各结构中除Li替位Zn结构外,均具有磁性。光学性质分析的结果表明,掺杂Li、Au元素可以提高体系的吸收系数,其中Li替位Zn后异质结具有较大的光吸收系数,同时具有较大的功函数(7.37 eV)和界面电势差(2.55 V),表明其可见光利用率较高,界面结构稳定且具有较大的内建电场,可以更有效地促进电子与空穴的迁移从而减小电子-空穴对的结合。Bader电荷分析表明掺杂元素Li和Au均失去电子。电子从GaN层向ZnO层转移,在界面处形成了一个有效的内电场。Li替位Zn和Au同时替位近位的Ga和Zn所对应的2种结构的层与层之间转移的电子较多,说明其界面电势差较大且拥有较高的光生载流子迁移速率。光解水制氢性能分析表明,ZnO薄膜、GaN/ZnO异质结、Li替位Ga以及Li同时替位远位的Ga和Zn四种体系在pH=0时,满足光解水制氢的条件。GaN薄膜、ZnO薄膜和Li同时替位远位的Ga和Zn三种体系在pH=7时满足光解水制氢的条件。 展开更多
关键词 第一性原理方法 gan/ZnO异质结 电子结构 磁特性 光解水制氢
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室温晶圆键合的金刚石基GaN HEMT制备与性能 被引量：1
5
作者 张栋曜 周幸叶 +3 位作者 郭红雨 余浩 吕元杰 冯志红 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期468-472,共5页
GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导... GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导率(2000 W·m^(-1)·K^(-1))金刚石是一种极具竞争力的新型散热材料,在解决大功率器件的散热问题方面极具潜力。针对散热问题,采用室温晶圆键合工艺制备了金刚石基GaN HEMT,并对其进行了直流特性、微波功率特性和结温测试。与传统SiC基GaN HEMT相比,金刚石基GaN HEMT的漏源饱和输出电流增大了约5%,热阻从5.04 K·mm/W降低至3.78 K·mm/W,有利于提升器件性能、延长器件寿命。本文研究结果为突破GaN功率器件性能的发展瓶颈提供了实验基础。 展开更多
关键词 gan 金刚石 微波功率 结温 散热能力
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基于WGAN-GP的高风速区概率风谱建模 被引量：2
6
作者 刘芸 王浩 林禹轩 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期364-369,共6页
针对实测高风速样本匮乏、难以准确捕获强/台风概率信息的问题,提出了基于带有梯度惩罚的Wasserstein距离生成对抗网络(WGAN⁃GP)的高风速区概率风谱建模方法。以江阴长江大桥2019—2020年的高风速实测数据为基础,将平均风速与风谱参数... 针对实测高风速样本匮乏、难以准确捕获强/台风概率信息的问题,提出了基于带有梯度惩罚的Wasserstein距离生成对抗网络(WGAN⁃GP)的高风速区概率风谱建模方法。以江阴长江大桥2019—2020年的高风速实测数据为基础,将平均风速与风谱参数同时作为WGAN⁃GP的输入变量,生成符合实测数据分布规律的高质量新样本,扩充了高风速样本数据集,并建立了高风速区概率风谱模型。结果表明,高风速区间的谱参数服从对数正态分布,其中标准差σ_(u)及无量纲参数A_(u)和B_(u)的均值分布参数与平均风速线性正相关,Au和Bu的标准差分布参数与平均风速线性正相关,σ_(u)的标准差分布参数与平均风速线性负相关。 展开更多
关键词 概率风谱 生成对抗网络(gan) 强/台风 实测 大跨度桥梁
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二维GaN中带电缺陷性质的第一性原理研究 被引量：1
7
作者 罗子江 毛淇 +3 位作者 陈志涛 李改 刘雪飞 王继红 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第4期147-155,共9页
带电缺陷形成能与电荷转移能级对探索材料中n-type或p-type掺杂具有重要指导意义.基于第一性原理方法,本文结合二维带电缺陷校正理论,将半局域泛函电荷转移能级有效转换到杂化泛函精度,对六方二维氮化镓(Hexagonal gallium nitride,h-_(... 带电缺陷形成能与电荷转移能级对探索材料中n-type或p-type掺杂具有重要指导意义.基于第一性原理方法,本文结合二维带电缺陷校正理论,将半局域泛函电荷转移能级有效转换到杂化泛函精度,对六方二维氮化镓(Hexagonal gallium nitride,h-_(Ga)N)12种n-type和p-type带电掺杂体系结构性质、磁学性质及缺陷性质进行系统研究.n-type体系包括C_(Ga),Si_(Ga),Ge_(Ga),O_(N),S_(N),Se_(N),p-type体系包括Be_(Ga),Mg_(Ga),Ca_(Ga),C_(N),Si_(N),Ge_(N),结果表明Ge_(Ga)和Be_(Ga)分别是n-type和p-type中最稳定缺陷.n-type体系最稳定价态为0和1+价,施主离子化能分布在低于导带底~0.4到~0.6 eV能量区间,表现为深施主能级特性,会捕获p型h-GaN中空穴,影响空穴导电率;p-type体系最稳定价态为1-,0(Ge_(N)除外),1+价,受主离子化能分布在高于价带顶~1.25到2.85 eV能量区间,表现为深受主能级特性,会捕获n(p)型h-GaN中电子(空穴),影响n(p)载流子导电率.研究结果表明,二维h-GaN体系很难通过单缺陷实现n或p-type掺杂,实验上需要考虑复合缺陷实现双极型掺杂. 展开更多
关键词 二维gan 第一性原理 带电缺陷 理论计算
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MOVPE生长的GaN基蓝色与绿色LED 被引量：2
8
作者 陆大成 刘祥林 +3 位作者 韩培德 王晓晖 汪度 袁海荣 《液晶与显示》 CAS CSCD 2001年第1期1-5,共5页
报道用自行研制的LP-MOVPE设备， 在蓝宝石（α-Al2O3）衬底上生长出以InGaN为有源区的蓝光和绿光InGaN/AlGaN双异质结结构以及InGaN/GaN量子阱结构的LED， 其发射波长分别为430～450nm和520～540nm。
关键词 gan Ingan Algan 双异质结 量子阱 蓝光LED 绿光LED MOVPE 氮化镓 发光二极管
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共源共栅结构GaN HEMT器件高能质子辐射效应 被引量：1
9
作者 邱一武 董磊 +1 位作者 殷亚楠 周昕杰 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期122-129,共8页
针对增强型共源共栅(Cascode)结构GaN HEMT器件,利用5 MeV、60 MeV和300 MeV质子进行注量为2×10^(12)~1×10^(14) cm^(-2)的辐照实验,研究高能质子辐照后器件电学性能的退化规律和损伤机制。实验发现,注量为2×10^(12) cm^... 针对增强型共源共栅(Cascode)结构GaN HEMT器件,利用5 MeV、60 MeV和300 MeV质子进行注量为2×10^(12)~1×10^(14) cm^(-2)的辐照实验,研究高能质子辐照后器件电学性能的退化规律和损伤机制。实验发现,注量为2×10^(12) cm^(-2)的5 MeV质子辐照后,器件阈值电压明显减小,跨导峰位负漂且峰值跨导减小,饱和漏极电流显著增加,栅泄露电流无明显变化,当辐照注量达到1×10^(13)cm^(-2)后,电学性能退化受到抑制并趋于饱和。分析认为Cascode结构GaN HEMT器件内部级联硅基MOS管的存在是导致辐照后阈值电压负漂和漏极电流增大的内在原因。结合低频噪声测试分析,发现质子辐照注量越高,器件噪声功率谱密度越大,表明辐照引入的缺陷就越多,辐照损伤越严重。与60 MeV和300 MeV质子辐照结果相比,5 MeV质子辐照后器件电学特性退化最为严重。利用SRIM仿真得到GaN材料受到质子辐照后产生的空位情况,结果显示质子入射能量越低,产生的空位数量越多(镓空位VGa占主导),器件电学特性退化就越显著。 展开更多
关键词 增强型gan HEMT器件 质子辐照 电学特性 低频噪声 SRIM仿真
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AlGaN/GaN HEMT器件有效栅长和栅宽提取
10
作者 吴淇暄 张贺秋 +4 位作者 朱江 宁思源 代晓 王子坤 梁红伟 《大连理工大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期105-110,共6页
有效栅长、有效栅宽和沟道电阻等AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)参数对于工艺控制和器件设计非常重要.基于AlGaN/GaN HEMT器件源漏之间的总电阻与栅长及栅宽的倒数之间的线性关系,提出了一种简单方法提取有效栅长和有效栅宽.制作了... 有效栅长、有效栅宽和沟道电阻等AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)参数对于工艺控制和器件设计非常重要.基于AlGaN/GaN HEMT器件源漏之间的总电阻与栅长及栅宽的倒数之间的线性关系,提出了一种简单方法提取有效栅长和有效栅宽.制作了两组AlGaN/GaN HEMT器件,这两组器件的源漏间距为80μm,栅源间距为10μm.其中一组器件固定栅宽为400μm,栅长分别为10、20、30、40、50、60μm;另一组器件固定栅长为40μm,栅宽分别为200、300、400、500、600、800μm.通过研究源漏之间的总电阻随栅长和栅宽变化规律,获得栅长与有效栅长的差值为0.48989μm,栅宽与有效栅宽的差值为-11.12191μm. 展开更多
关键词 ALgan/gan高电子迁移率晶体管 器件参数 有效栅长 有效栅宽
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4英寸高质量GaN单晶衬底制备
11
作者 齐占国 王守志 +11 位作者 李秋波 王忠新 邵慧慧 刘磊 王国栋 孙德福 于汇东 蒋铠泽 张爽 陈秀芳 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期717-720,共4页
本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自... 本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自支撑GaN单晶衬底。该衬底兼具优异的结晶质量与出色的力学稳定性,表面无裂纹,应力分布均匀;阴极荧光光谱(CL)表征位错密度为9.6×10^(5)cm^(-2),高分辨X射线衍射(HRXRD)(002)面摇摆曲线半峰全宽低至57.91″;原子力显微镜(AFM)测得表面粗糙度Ra<0.2 nm,呈现原子级平整表面。制备的衬底开盒即用,能够满足蓝绿激光器及电力电子器件的需求。 展开更多
关键词 gan单晶衬底 4英寸 氢化物气相外延 晶体生长 晶体加工
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低成本Si基GaN微电子学的新进展 被引量：1
12
作者 李永 赵正平 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第2期81-101,共21页
进入21世纪后,宽禁带半导体GaN微电子学发展迅速,SiC基GaN微电子学已成为微波电子学的发展主流,且正在向更高频率和更高功率密度的新一代GaN微波功率器件发展。为了降低成本,Si基GaN微电子学应运而生,在5G通信、电动汽车等绿色能源应用... 进入21世纪后,宽禁带半导体GaN微电子学发展迅速,SiC基GaN微电子学已成为微波电子学的发展主流,且正在向更高频率和更高功率密度的新一代GaN微波功率器件发展。为了降低成本,Si基GaN微电子学应运而生,在5G通信、电动汽车等绿色能源应用发展的带动下,Si基GaN微电子学已进入产业化快速发展阶段。介绍了Si基GaN微电子学在射频Si基GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)新器件结构、工艺与可靠性,Si基GaN HEMT单片微波集成电路(MMIC),Si基E模功率GaN HEMT结构设计,大尺寸Si基GaN HEMT工艺,Si基GaN功率开关器件的可靠性,Si基GaN功率变换器的单片集成和高频开关Si基GaN器件的应用创新等工程化、产业化方面的最新技术进展。分析和评价了低成本Si基GaN微电子学工程化和产业化的发展态势。 展开更多
关键词 Si基gan高电子迁移率晶体管(HEMT) 单片微波集成电路(MMIC) E模功率gan HEMT 可靠性 gan功率变换器 高频开关应用
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基于衬底台阶调控技术的高质量GaN生长
13
作者 高楠 房玉龙 +4 位作者 王波 张志荣 尹甲运 韩颖 刘超 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期481-487,共7页
GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬... GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬底台阶宽度有助于降低半高宽(FWHM)。采用不同表面预处理条件进行材料生长,发现氨气/三甲基铝(NH_(3)/TMAl)交替预处理对台阶有修饰作用,有助于降低GaN(002)晶面X射线衍射(XRD)峰FWHM,对(102)晶面XRD峰FWHM影响较小。最后讨论了AlN生长温度对GaN晶体质量的影响,发现AlN和GaN晶体质量均随温度升高而提高。综合各条件生长得到的GaN(002)晶面XRD峰FWHM为58.5 arcsec的GaN外延层,该FWHM为目前已知最低值,该样品GaN(102)晶面XRD峰FWHM为104.9 arcsec。 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) gan 衬底台阶 高温刻蚀 半高宽(FWHM)
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基于谐波调谐的C波段高效率GaN HEMT功率放大器
14
作者 李俊敏 刘英坤 +1 位作者 李通 蔡道民 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期289-295,共7页
为解决传统功率放大器在管壳外部进行谐波匹配,导致谐波短路传输相位不一致和谐波、基波匹配电路互相影响的问题,基于0.25μm GaN HEMT工艺,对C波段高效率预匹配功率放大器进行研究。功率放大器管壳内部HEMT输入端采用键合线和瓷片电容... 为解决传统功率放大器在管壳外部进行谐波匹配,导致谐波短路传输相位不一致和谐波、基波匹配电路互相影响的问题,基于0.25μm GaN HEMT工艺,对C波段高效率预匹配功率放大器进行研究。功率放大器管壳内部HEMT输入端采用键合线和瓷片电容形成T型匹配网络来提升输入阻抗,以HEMT输出端键合线和瓷片电容分别作为电感和电容进行串联,使HEMT输出端对二次谐波短路,控制器件的电压和电流波形,提高放大器的漏极效率。管壳外部利用微带线进行阻抗变换,将输入输出阻抗匹配到50Ω。经测试,GaN HEMT功率放大器在5.8 GHz下饱和输出功率、漏极效率和功率增益分别为48.7 dBm、72%和11.3 dB。 展开更多
关键词 谐波阻抗匹配 漏极效率 gan HEMT 功率放大器
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增强型GaN器件动态导通电阻的分数阶等效建模
15
作者 金鸿 陈曦 +2 位作者 张赟宁 邾玢鑫 黄悦华 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1152-1159,共8页
增强型GaN器件在漏源极之间承受高电压应力时存在电子俘获效应,对器件的动态导通电阻具有影响.为精确简洁地描述此现象,提出一种改进钳位电路的测试平台对器件进行实验测量.在此基础上,根据器件电子俘获效应随捕获时间而改变的“长尾分... 增强型GaN器件在漏源极之间承受高电压应力时存在电子俘获效应,对器件的动态导通电阻具有影响.为精确简洁地描述此现象,提出一种改进钳位电路的测试平台对器件进行实验测量.在此基础上,根据器件电子俘获效应随捕获时间而改变的“长尾分布规律”与分数阶微积分运算时间相关“记忆效应”的关联,提出一种基于分数阶等效阻抗的建模方法,并利用差分进化算法辨识模型参数.研究结果表明,所提改进测量方案能够消除传统方案测量过程中电压尖峰现象对测量结果的影响,所建立的分数阶等效阻抗模型能够较为准确地表征增强型GaN器件动态导通电阻的变化规律,所提模型参数变化规律具有一致性,其中分数阶阶次随器件漏源极之间偏置电压的增加而减小,证实所提模型能够从工作机理层面反映器件特性与参数变化规律. 展开更多
关键词 gan器件 导通电阻 电子俘获 分数阶微积分
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AlN介质层对GaN表面生长金刚石钝化膜的影响研究
16
作者 梁礼峰 郁鑫鑫 +4 位作者 李忠辉 刘金龙 李成明 王鑫华 魏俊俊 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第8期1417-1425,共9页
GaN表面生长金刚石钝化膜可用于改善器件传热能力,提升器件功率特性及可靠性。在GaN和金刚石层中间的介质层,对于实现高质量的GaN表面金刚石(Diamond-on-GaN)至关重要。本研究采用原子层沉积(ALD)技术在GaN表面预先沉积了10 nm的晶态/... GaN表面生长金刚石钝化膜可用于改善器件传热能力,提升器件功率特性及可靠性。在GaN和金刚石层中间的介质层,对于实现高质量的GaN表面金刚石(Diamond-on-GaN)至关重要。本研究采用原子层沉积(ALD)技术在GaN表面预先沉积了10 nm的晶态/非晶态混合的AlN介质层,并通过氧终端金刚石悬浮液在AlN层上实现了高密度静电自组装播种;随后通过优化的微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)工艺再生长约120 nm厚的纳米晶金刚石(NCD)薄膜。表面氧终端调控的纳米金刚石悬浮液可以在AlN介质层表面实现高密度播种,结合梯度甲烷的MPCVD金刚石生长工艺,制备出了具有高结晶度、低粗糙度(Ra=15.2 nm)和低残余应力(0.84 GPa)的NCD薄膜。时域热反射(TDTR)测量表明,NCD薄膜的热导率约为123.85 W·m^(-1)·K^(-1),GaN与NCD之间的有效界面热阻(TBReff)为(9.78±0.27) m^(2)·K·GW^(-1)。透射电子显微镜(TEM)分析表明,AlN介质层有效保护了GaN免受等离子体刻蚀,并实现了金刚石和GaN之间的光滑界面。本研究表明,采用薄的ALD AlN作为在GaN表面生长金刚石的介质层可以与氧终端金刚石籽晶实现静电自组装,从而提高金刚石形核密度,再通过梯度甲烷金刚石沉积工艺,能够在GaN上沉积出高质量的NCD薄膜并降低金刚石与GaN的界面热阻。 展开更多
关键词 纳米晶金刚石 gan AlN介质层 热导率 界面热阻 原子层沉积 静电自组装播种
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PEI功能化AlGaN/GaNHEMT的CO_(2)传感特性研究
17
作者 徐林欣 张贺秋 +6 位作者 夏晓川 吴一航 谷海燕 朱江 郭文平 黄慧诗 梁红伟 《大连理工大学学报》 北大核心 2025年第6期631-637,共7页
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)已被广泛应用于氢气、氨气和硫化氢等气体传感器的开发,但针对二氧化碳(CO_(2))气体的AlGaN/GaNHEMT传感器研究仍相对较少.采用物理涂覆法将聚乙烯亚胺(PEI)功能化AlGaN/GaNHEMT的栅极表面,构建了PEI-... AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)已被广泛应用于氢气、氨气和硫化氢等气体传感器的开发,但针对二氧化碳(CO_(2))气体的AlGaN/GaNHEMT传感器研究仍相对较少.采用物理涂覆法将聚乙烯亚胺(PEI)功能化AlGaN/GaNHEMT的栅极表面,构建了PEI-HEMT传感器用于CO_(2)检测.在室温条件下,该传感器可实现2%~15%浓度CO_(2)的检测.随着环境湿度升高,其对CO_(2)的响应灵敏度增强,基线漂移减小,但响应速度有所下降.由于物理涂覆的PEI层易发生脱落,PEI-HEMT传感器的长期稳定性较差.为此,进一步采用烷基偶联法通过戊二醛(GA)将PEI化学桥接于栅极,制备出PEI-GA-HEMT传感器.该结构表现出较PEI-HEMT更慢的CO_(2)响应速度,但具有良好的重复性与长期稳定性,检测范围也更宽,最低可检测至0.05%浓度的CO_(2). 展开更多
关键词 Algan/gan高电子迁移率晶体管(HEMT) 聚乙烯亚胺(PEI) CO_(2)传感器
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基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法
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作者 刘向玲 任勇 王璐 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与... 在低照度环境下,激光雷达图像常因光照不足、背景噪声干扰以及信号衰减等因素导致图像质量显著下降,缺失区域呈现复杂多变的形态,包括不同的形状、大小和位置,这些特点具有时变性,使得补全图像缺失区域准确性较低。为此,提出基于U-Net与GAN的低照度激光雷达图像缺失区域补全算法。通过U-Net网络的编码器和解码器,在下采样和上采样之间的跨层连接中加入双注意力机制,引入动态学习率衰减策略优化图像缺失区域分割模型,分割出缺失区域。根据GAN补全图像缺失区域,利用预补全模型展开初步补全,还原图像低维结构信息;通过增强补全模型还原图像缺失区域的高维纹理信息。实验分析表明,所提算法补全图像的峰值信噪比(PSNR)高达34.511 dB,信息保真度(VIF)为0.974,可以获取比较满意的低照度激光雷达图像缺失区域补全效果。 展开更多
关键词 U-Net gan 低照度 激光雷达图像 缺失区域
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Ar离子注入蓝宝石衬底诱导成核的高质量GaN外延
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作者 安瑕 许晟瑞 +7 位作者 陶鸿昌 苏华科 杨赫 许钪 谢磊 贾敬宇 张进成 郝跃 《无机材料学报》 北大核心 2025年第1期91-96,共6页
氮化镓(Ga N)薄膜通常是在异质衬底上获得的,然而异质外延引入的高密度位错限制了其在高性能电子器件和光电器件中的发展。本研究采用Ar离子预处理蓝宝石衬底来实现诱导成核,显著降低了Ga N外延层中的位错密度。优化Ar离子的注入剂量发... 氮化镓(Ga N)薄膜通常是在异质衬底上获得的,然而异质外延引入的高密度位错限制了其在高性能电子器件和光电器件中的发展。本研究采用Ar离子预处理蓝宝石衬底来实现诱导成核,显著降低了Ga N外延层中的位错密度。优化Ar离子的注入剂量发现,当剂量为1×10^(11)cm^(-2)时,螺位错密度为5.26×10^(7)cm^(-2),刃位错密度为1.95×10^(8)cm^(-2),总位错密度比传统蓝宝石衬底上生长的Ga N降低了65%。光致发光(Photoluminescence,PL)测试结果表明,经过诱导成核的Ga N外延层的光学性能有所提高,与未注入的样品相比,PL强度最高提升了152%。本研究提出的Ar离子诱导成核技术是一种工艺简单、效果显著的方法,可以提高异质外延GaN层晶体质量,对实现高效率GaN基发光二极管(Light Emitting Diode,LED)和高性能电子器件具有重要意义。 展开更多
关键词 gan 离子注入 诱导成核 外延
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硅基金刚石热沉在GaN功率放大器中的应用
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作者 黄鑫 梁宇 +3 位作者 刘佳奇 丁发柱 古宏伟 谢波玮 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期612-618,共7页
GaN大功率器件高功率密度和不匹配的散热能力引起结温过高,导致其性能下降甚至失效,发展受限。采用硅基金刚石基板代替常规的钼铜基板作为热沉基板,研究其在器件热管理中的应用。通过COMSOL热场有限元仿真证明硅基金刚石热沉在金刚石薄... GaN大功率器件高功率密度和不匹配的散热能力引起结温过高,导致其性能下降甚至失效,发展受限。采用硅基金刚石基板代替常规的钼铜基板作为热沉基板,研究其在器件热管理中的应用。通过COMSOL热场有限元仿真证明硅基金刚石热沉在金刚石薄膜厚度为0.08 mm厚时,其散热效果与纯金刚石热沉相近。在相同小信号测试条件下,采用红外热像仪进行温度探测。结果显示钼铜热沉器件的最高分布温度为83.8℃,硅基金刚石热沉器件的最高分布温度为73.1℃,比钼铜热沉低10.7℃。随着功率器件热耗增加,硅基金刚石热沉散热能力更加突出,可代替钼铜基板,散热效果与价格昂贵的纯金刚石热沉相近。 展开更多
关键词 硅基金刚石 热沉 gan 功率放大器 温度特性
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