InP基RTD/HEMT集成的几个关键工艺研究

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作者 邹鹏辉 韩春林 +3 位作者 高建峰 康耀辉 高喜庆 陈辰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期606-610,619,共6页

用MBE设备在半绝缘的InP衬底上依次生长高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料和共振遂穿二极管(RTD)外延材料,在此材料结构基础上研究和分析了RTD与HEMT器件单片集成工艺中的隔离工艺、欧姆接触工艺、HEMT栅挖槽工艺和空气桥工艺等几步关... 用MBE设备在半绝缘的InP衬底上依次生长高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料和共振遂穿二极管(RTD)外延材料,在此材料结构基础上研究和分析了RTD与HEMT器件单片集成工艺中的隔离工艺、欧姆接触工艺、HEMT栅挖槽工艺和空气桥工艺等几步关键工艺,给出了这些工艺的相关参数。利用上述工艺成功地制作了RTD和HEMT器件,并在室温下分别测试了RTD器件和HEMT器件的电学特性。测试表明:在室温下,RTD器件的峰电流密度与谷电流密度之比(PVCR)为3.66;HEMT器件的最大跨导约为370 mS/mm,在Vds=1.5 V时的饱和电流约为391 mA/mm。这将为RTD与HEMT的单片集成研究奠定工艺基础。 展开更多

关键词 共振遂穿二极管 高电子迁移率晶体管 空气桥互连

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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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具有136GHz的0.18m GaAs Metamorphic HEMT器件

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作者 康耀辉 张政 +1 位作者 朱赤 高剑锋 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期167-169,共3页

应用电子束直写技术成功制作了栅长0.18μm的高性能In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As MHEMT。从工艺角度,结合器件的小信号等效电路的理论分析,优化了器件结构,特别是T形栅结构,从而减小了器件寄生参数,达到了较好的器件性能。最终制作的I... 应用电子束直写技术成功制作了栅长0.18μm的高性能In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As MHEMT。从工艺角度,结合器件的小信号等效电路的理论分析,优化了器件结构,特别是T形栅结构,从而减小了器件寄生参数,达到了较好的器件性能。最终制作的In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As MHEMT饱和电流达到275mA/mm,夹断电压-0.8V,在Vgs为-0.15V时的最大非本征跨导gm为650mS/mm,截止频率ft达到136GHz,最大振荡频率fmax大于120GHz。 展开更多

关键词 渐变组分高迁移率晶体管 T形栅 截止频率

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S波段280W SiC内匹配脉冲功率管 被引量：2

4

作者 柏松 吴鹏 +6 位作者 陈刚 冯忠 李哲洋 林川 蒋幼泉 陈辰 邵凯 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期F0003-F0003,共1页

关键词 S波段 功率管 SIC 内匹配 脉冲 微波功率器件 南京电子器件研究所 MESFET

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GaN薄膜表面形貌与AlN成核层生长参数的关系 被引量：2

5

作者 倪金玉 李忠辉 +5 位作者 李亮 董逊 章咏梅 许晓军 孔月婵 姜文海 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期9-12,共4页

采用金属有机物化学气相淀积技术生长了以AlN为成核层的GaN薄膜,研究了成核层生长时三甲基铝(TMAl)流量对最终GaN薄膜表面形貌的影响。研究结果表明,高质量的GaN薄膜只能在高TMAl流量下获得,采用充足的TMAl源才能形成满足需要的AlN成核... 采用金属有机物化学气相淀积技术生长了以AlN为成核层的GaN薄膜,研究了成核层生长时三甲基铝(TMAl)流量对最终GaN薄膜表面形貌的影响。研究结果表明,高质量的GaN薄膜只能在高TMAl流量下获得,采用充足的TMAl源才能形成满足需要的AlN成核点,这是生长高质量GaN薄膜的一个先决条件。 展开更多

关键词 氮化镓 金属有机物化学气相淀积 氮化铝成核层

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MOCVD生长AlGaN／GaN／Si(111)异质结材料 被引量：2

6

作者 李忠辉 李亮 +5 位作者 董逊 李赟 张岚 许晓军 姜文海 陈辰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期608-610,共3页

利用MOCVD在Si(111)衬底上生长了无裂纹的GaN外延薄膜和AlGaN/GaN异质结构。通过优化Si衬底的浸润处理时间、AlN层厚度等参数获得了无裂纹的GaN外延薄膜,研究了SiN缓冲层和插入层厚度对AlGaN/GaN异质结电学性质的影响,2DEG的迁移率和面... 利用MOCVD在Si(111)衬底上生长了无裂纹的GaN外延薄膜和AlGaN/GaN异质结构。通过优化Si衬底的浸润处理时间、AlN层厚度等参数获得了无裂纹的GaN外延薄膜,研究了SiN缓冲层和插入层厚度对AlGaN/GaN异质结电学性质的影响,2DEG的迁移率和面密度分别达到1410cm2/V.s和1.16×1013cm-2。 展开更多

关键词 氮化镓 高电子迁移率晶体管 二维电子气

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2～11GHz GaN HEMT功率MMIC 被引量：1

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作者 陈辰 张斌 +2 位作者 陈堂胜 焦刚 任春江 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期F0003-F0003,共1页

关键词 功率密度 MMIC HEMT GaN 高电子迁移率晶体管 南京电子器件研究所 微波单片集成电路 输出阻抗

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生长压力对MOCVD GaN材料晶体质量的影响 被引量：1

8

作者 彭大青 李忠辉 +4 位作者 李亮 孙永强 李哲洋 董逊 张东国 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期107-110,共4页

使用氮化物MOCVD外延生长系统,采用传统的两步生长法在76.2 mm c面蓝宝石衬底上生长了不同压力的GaN薄膜样品。研究发现提高高温GaN的生长压力,初期的三维生长时间增长,有利于提高GaN薄膜的晶体质量。同时采用XRD、PL谱和湿化学腐蚀方... 使用氮化物MOCVD外延生长系统,采用传统的两步生长法在76.2 mm c面蓝宝石衬底上生长了不同压力的GaN薄膜样品。研究发现提高高温GaN的生长压力,初期的三维生长时间增长,有利于提高GaN薄膜的晶体质量。同时采用XRD、PL谱和湿化学腐蚀方法研究了样品的位错特性,结果表明高压生长的样品能够降低位错密度,起到改善GaN晶体质量的作用。 展开更多

关键词 金属有机化合物化学气相淀积 氮化镓 生长压力 位错

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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异质结构中的极化工程 被引量：2

10

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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GaN HFET的综合设计 被引量：1

11

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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AlGaN/GaN HFET中的陷阱 被引量：1

12

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期457-463,共7页

提出了二维表面态和表面缺陷层构成的AlGaN/GaN HFET中的陷阱模型。自洽求解薛定谔方程和泊松方程得到异质结能带和沟道阱基态、激发态及二维表面态的波函数。发现表面高密度缺陷减薄了势垒层厚度,显著增强了热电子隧穿过程。从缺陷态... 提出了二维表面态和表面缺陷层构成的AlGaN/GaN HFET中的陷阱模型。自洽求解薛定谔方程和泊松方程得到异质结能带和沟道阱基态、激发态及二维表面态的波函数。发现表面高密度缺陷减薄了势垒层厚度,显著增强了热电子隧穿过程。从缺陷态发射电子和热电子隧穿构成的新陷阱模型出发,解释了HFET的瞬态电流、肖特基势垒的伏安特性和产生-复合噪声。最后讨论了改进材料生长和器件工艺来抑制陷阱效应,改善器件性能的途径。 展开更多

关键词 AlGaN/GaN场效应管 陷阱 二维表面态 表面缺陷 热电子隧穿

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X波段连续波119W GaN功率HEMT

13

作者 钟世昌 陈堂胜 +4 位作者 任春江 焦刚 陈辰 邵凯 杨乃彬 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期F0003-F0003,共1页

关键词 微波功率器件 HEMT 连续波 X波段 南京电子器件研究所 功率输出 大功率器件 半导体技术

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6 bit 1．8 GS／s模数转换器

14

作者 张有涛 李晓鹏 +3 位作者 刘奡 张敏 陈新宇 钱峰 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期F0003-F0003,共1页

关键词 高速模数转换器 BIT GS 高速数据采集 软件无线电 数字化雷达 高速ADC 组成部分

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基于3英寸0.25μm工艺的GaN HEMT宽带功率MMIC

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作者 张斌 陈堂胜 +1 位作者 任春江 余旭明 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期F0003-F0003,共1页

GaN HEMT具有工作电压高、功率密度大、输出阻抗高、散热性能好等特点，大大扩展了功率MMIC的设计空间。具体表现在：GaN HEMT可工作于高电压下，同样的输出功率工作电流较小，大大简化了系统电源和电磁兼容设计；高密度的输出功率使得... GaN HEMT具有工作电压高、功率密度大、输出阻抗高、散热性能好等特点，大大扩展了功率MMIC的设计空间。具体表现在：GaN HEMT可工作于高电压下，同样的输出功率工作电流较小，大大简化了系统电源和电磁兼容设计；高密度的输出功率使得芯片面积和器件的封装得以减小；GaN HEMT更高的输出阻抗，扩展了器件工作带宽； 展开更多

关键词 HEMT 0.25μm工艺 功率密度 MMIC GaN 宽带 电磁兼容设计 输出阻抗

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SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的热分析与测试

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作者 任春江 陈堂胜 +3 位作者 焦刚 李肖 薛舫时 李拂晓 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期476-480,502,共6页

对SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的结温进行了理论计算与实测。计算中考虑了衬底材料热导率随温度的变化以及器件源、漏电阻上的热损耗,不同耗散功率下的理论计算与红外显微镜实测结果比较表明,两者相差最大不超过10℃。由于理论计算结果是在... 对SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的结温进行了理论计算与实测。计算中考虑了衬底材料热导率随温度的变化以及器件源、漏电阻上的热损耗,不同耗散功率下的理论计算与红外显微镜实测结果比较表明,两者相差最大不超过10℃。由于理论计算结果是在解析解的基础上运用计算机迭代计算获得,所耗时间较短,故这一结果对于改善器件结构以提高AlGaN/GaN HEMT及其MMIC电路的性能将有较大帮助。 展开更多

关键词 氮化镓 宽禁带 热分析 红外显微镜

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S波段280W SiC内匹配脉冲功率管

17

作者 柏松 吴鹏 +6 位作者 陈刚 冯忠 李哲洋 林川 蒋幼泉 陈辰 邵凯 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2008年第3期F0003-F0003,共1页

关键词 S波段 功率管 内匹配 脉冲 SIC 微波功率器件 南京电子器件研究所 器件应用

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S波段280W SiC内匹配脉冲功率管

18

作者 柏松 吴鹏 +6 位作者 陈刚 冯忠 李哲洋 林川 蒋幼泉 陈辰 邵凯 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2008年第1期-,共1页

关键词 内匹配 脉冲功率 SIC 波段

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用CF4等离子体处理来剪裁AlGaN／GaN异质结能带

19

作者 薛舫时 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期31-35,共5页

自洽求解薛定谔方程和泊松方程研究了CF4等离子体处理对AlGaN/GaN异质结能带的影响。证实了强F离子注入和势垒层的腐蚀是导致沟道电子气耗尽和夹断电压正移的根源。建立了夹断电压移动与异质结构间的关联,为精确的能带剪裁奠定了基础。... 自洽求解薛定谔方程和泊松方程研究了CF4等离子体处理对AlGaN/GaN异质结能带的影响。证实了强F离子注入和势垒层的腐蚀是导致沟道电子气耗尽和夹断电压正移的根源。建立了夹断电压移动与异质结构间的关联,为精确的能带剪裁奠定了基础。针对GaN HFET对肖特基势垒、欧姆接触和沟道电场分布的要求,提出了用CF4等离子体剪裁能带的方案。 展开更多

关键词 CF4 等离子体处理 能带剪裁 F离子注入和势垒层腐蚀 肖特基势垒 欧姆接触 沟道电场控制 电流崩塌

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AlInN/AlGaN复合势垒增强模GaN HFET

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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 2011年第1期1-8,共8页

通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程计算了势垒层挖槽过程中沟道阱能带和电子气密度的变化。研究了异质界面上极化电荷的大小和位置对沟道阱能带和能带剪裁力度的影响。发现帽层/势垒层界面上的界面阱会导致沟道电子波函数渗透到势垒层,... 通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程计算了势垒层挖槽过程中沟道阱能带和电子气密度的变化。研究了异质界面上极化电荷的大小和位置对沟道阱能带和能带剪裁力度的影响。发现帽层/势垒层界面上的界面阱会导致沟道电子波函数渗透到势垒层,引起能带畸变,降低电子的二维特性和输运性能。选用复合势垒并优化设计异质界面的能带带阶、极化电荷和AlN插入层,可以抬高界面阱的阱位,防止沟道电子波函数渗透到势垒层。AlInN/AlGaN复合势垒能显著提高挖槽中的能带剪裁力度,构筑出高导电的外沟道和在零栅压下夹断的内沟道,满足增强模工作要求。 展开更多

关键词 增强模 铝铟氮/铝镓氮复合势垒 界面阱 能带剪裁力度 能带畸变

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