极化效应对氮化镓型LED性能影响分析北大核心

对氮化镓(InGaN/GaN)型MQW(多量子阱)结构的蓝宝石衬底LED(发光二极管)受自发和压电极化效应的影响进行了研究。为了分析LED的输出特性,利用MATLAB软件对传统水平结构的InGaN/GaN型MQW蓝光LED芯片进行了模拟。研究表明,LED各个界面极化电荷同比例增加能稍微改善LED的电学特性,但却显著降低了LED的光输出功率和内量子效率,这主要是由于界面电荷改变了能带结构,阻碍了空穴的扩散与漂移,降低了辐射复合系数。可以通过改变位错密度来降低极化电荷对LED的影响,改善LED的性能。     

Kyma公司推高掺杂的n~+型氮化镓体单晶衬底

美国Kyma公司新推出高掺杂n~+型氮化镓体单晶衬底,尺寸为10´10mm~(-2)和18´18 mm~(-2),同时他们也正在研发直径2英寸的氮化镓衬底,下一步是进入量产阶段。这次Kyma新研制的高掺杂n型氮化镓衬底的电阻率小     

氮化镓光辅助湿法刻蚀后的位错密度估算

发展了一种显示与估算氮化镓 (Ga N)位错密度的光辅助湿法刻蚀与原子力显微镜相结合的方法。所用 Ga N采用射频等离子体辅助的分子束外延技术 (RF-plasma MBE)生长 ,腐蚀液为 KOH水溶液。结果发现 ,使用 5 .0 M的 KOH溶液刻蚀 5分钟的 Ga N,其 AFM图谱上出现了非常明显的“小坑”,且“小坑密度”的量级与Ga N样品的位错密度量级相当。采用 X-ray衍射的二维三轴图谱 (TDTAM)研究 Ga N的马塞克柱状生长与缺陷 ,并延用文献报道的方法估算其位错密度 ,所得位错密度的结果与“小坑密度”一致。验证了“小坑”即为被刻蚀了的 Ga N位错。这样 ,对 RF-plasma MBE生长的 Ga N样品的位错密度估算 ,就多了一个有更广适用范围的测量方法     

超晶格插入层对Si基上GaN薄膜位错密度的影响

为了降低MOCVD外延生长Si基GaN的缺陷密度,尝试引入超品格插入层.界面突变的超晶格插入层能有效地阻挡由缓冲层延伸出来的位错.即使超晶格本身也产生位错,但位错的产生率比阻挡率低,所以超晶格总体起阻挡作用,可以减少后续生长的 HT-GaN(高温氮化镓)的位错密度.研究了超晶格厚度对 HT-GaN 的位错密度的影响.比较了超晶格厚度不同的3个样品,并采用高分辨双晶X射线衍射(DCXRD)对CaN进行结晶质量的分析,分别用 H3PO4 H2SO4 混合溶液和熔融 KOH 对样品进行腐蚀并用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀的样品进行观察.用 H3PO4 H2SO4 腐蚀过的样品比用KOH 腐蚀过的样品的位错密度大,进一步验证了之前有报道过的 H3PO4 H2SO4 溶液同时腐蚀螺位错和混合位错而 KOH只腐蚀螺位错.分析结果表明.引入适当厚度的超晶格插入层,可以有效地降低后续生长的 GaN 的位错密度.     

EPC的eGaN要替代MOSFET和IGBT

宜普电源转换公司(Efficient Power Conversion Corporation,EPC)是氮化镓(GaN)功率晶体管先行者。EPC称,其率先推出的商用增强型(enhancement-mode)硅基板氮化镓(GaN-on-Silicon)功率晶体管器件,产品性能高于传统硅功率MOSFET数倍,可适用于服务器、基站、笔记本电脑、手机、LCD显示器、D类功率放大器等。     

三元层状正极材料中位错演变的电子显微分析

锂电池层状过渡金属氧化物正极材料在循环过程中发生的体相衰退备受关注,但对其发生衰退的机理仍缺乏深度的理解。位错作为一种常见线缺陷普遍存在于原始和循环后的层状正极材料中,对材料的循环稳定性以及其它缺陷的产生(比如裂纹等)有重要影响,因而也对层状正极材料的电化学性能有重要影响。基于此,本文通过先进透射电子显微镜,从原子尺度揭示了层状正极材料中常见的三种不同类型位错(003)刃位错、(102)刃位错和(003)螺位错的原始构型及其在充放电循环后的演变。作者发现(003)刃位错的位错核在循环后会发生明显的晶格重构,而(102)刃位错和(003)螺位错具有稳定的位错核结构。电镜观察的统计结果表明(003)和(102)刃位错均可诱发裂纹产生。然而,(003)刃位错区域发生的重构,一方面会阻碍锂离子的扩散,影响其电化学性能;另一方面可以有效地钉扎位错滑移和裂纹形核,对材料的稳定性有积极的作用。研究结果有助于深入理解位错等缺陷对锂离子存储与迁移,以及正极材料稳定性的影响,对电池材料中的缺陷进行精准调控可以进一步改善其综合性能。     

GaN基HFET的新进展

回顾了氮化镓 ( Ga N)基异质结场效应晶体管 ( HFET)的发展 ,概述了它的直流和微波特性。制作氮化镓基 HFET可以采用不同的器件结构 ,不同的结构有各自的优点 ,对器件性能有很大影响。多数器件采用了其中两种比较成熟的结构 ,文中对这两种结构进行了讨论     

RFMD开发出效率高达65%的75 W氮化镓功率晶体管

日前,高性能射频组件以及复合半导体技术设计和制造领域的全球领导者RF Micro Devices,Inc.宣布已通过并生产RF3932,这种无与伦比的75瓦特高效率氮化镓(GaN)射频功率晶体管(UPT)比砷化镓和硅工艺技术的性能更出色。RF3932是继最近140瓦特RF3934推出之后的续推产品,RF3934是RFMD的UPT系列中输出功率最高的器件。RFMD计划在2011年第一季度推出第三个氮化镓UPT器件,以扩大其氮化镓功率晶体管系列,为RFMD客户提供更多     

发蓝光的发光二极管

日本某公司技术研究所研制成功发蓝光的氮化镓(GaN)发光二极管,其结构为金属-绝缘体-半导体(MIS).这种器件以蓝宝石为衬底,外延生长一层GaN膜.由于两者的晶格常数约差30%,故粘复性差,成品率不高.为此,该公司采用高温热处理工艺解决了这个问题,并使位错和陷阱之类的晶体缺陷大大减     

面向增强现实的多模干涉型RGB波导合波器的对比研究

RGB合波器作为激光扫描显示系统的关键性核心部件,其微小型化和高传输效率是应用于增强现实的必然要求。针对氮化硅、氮化镓、SU8三种可见光波段高透过率材料,对比研究了其波导的折射率差、色散曲线、单模条件,以及所构成的多模干涉型RGB波导合波器的尺寸、传输效率、光场分布。研究结果表明,氮化硅器件的各项性能介于氮化镓与SU8器件之间；氮化镓器件具有最大的芯层与包层折射率差,最小的单模截止尺寸,最短的器件长度(2000μm)；SU8器件具有最小的芯层与包层折射率差,最大的单模截止尺寸,但器件长度大于氮化镓,为3600μm。此外,氮化硅、氮化镓、SU8三种器件的RGB平均传输率分别为78%,55%和91%,可见SU8器件占有明显优势。未来,经过进一步优化设计的超紧凑氮化镓多模干涉型RGB波导合波器有望应用于激光扫描单片集成系统中,而具有良好柔性的SU8多模干涉型RGB波导合波器则在可形变系统中具有重要应用价值。这些器件为增强现实系统朝着微小型化和高传输效率的方向发展提供了技术基础。     

聚焦离子束在外延生长氮化镓薄膜失配位错研究中的应用

氮化镓具有直接能量带隙(3.4eV)适合用作短波长发光器件,具有非常广泛的应用前景[1]。氮化镓薄膜(厚度约为μm量级)的制备一般均采用异质处延生长的方法。由于受到衬底材料的限制(常用的衬底为三氧化二铝,单晶硅,砷化镓等),使衬底材料与外延薄膜在晶体结构和物理性质方面有所差异,如晶胞参数的不同和热膨胀系数的差异。这些差异在外延生长的薄膜中引起失配应力和应变。当外延薄膜的厚度达到临界厚度时,外延薄膜中的失配应力和应变均达到极大值。继续外延生长超过临界厚度时,就会在外延薄膜中引入失配位错来释放失配应力,降低失配能量。失配…     

GaN HEMTs小信号等效电路建模与参数直接提取

半导体技术飞速进步,第三代半导体氮化镓(GaN)因其优越的性能近年来受到了广泛的关注与研究。数以万计的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)应用于微波和毫米波等领域,成为半导体产业研究的热点。本文在传统的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)小信号等效电路模型的基础上将所建立模型的参数数量提高到20个,提出了一种精确地直接提取模型参数的算法,并通过MATLAB编程计算出模型参数值。最后再将此模型的仿真S参数结果与实验结果相比较,验证了此模型的准确性与方法的可靠性。     

宜普电源转换公司推出高性能氮化镓功率晶体管

正氮化镓(eGaN)功率晶体管继续为电源转换应用设定业界领先的性能基准。由于氮化镓器件具有更低的导通电阻、更低的电容、更大的电流及卓越的热性能,因此使得功率转换器可实现超过98%的效率。宜普电源转换公司宣布推出六个新一代功率晶体管及相关的开发板。这些由30V至200V的产品在很多应用可大大降低导通电阻(RDS(on))并可增强输出电流性能,例如具高功率密度的直流-直流转换器、负载点(POL)转换器、     

源漏区域孔阵列挖槽对氮化镓n型欧姆接触的影响

采用源漏区域孔阵列挖槽的方法降低氮化镓n型欧姆接触的合金温度,并改善合金后金属形貌。相对于非源漏区域孔阵列挖槽的氮化镓n型欧姆接触合金,合金温度可降低40℃,合金后源漏金属形貌尤其是金属侧边形貌显著改善,这对于提高相关器件及电路性能、成品率及可靠性很有好处。     

非平面化型ITO氮化镓基蓝光发光二极管

将氧化铟锡(ITO)生长于氮化镓基蓝色发光二极管的出光台面上(p型GaN台面),用非平面化处理的方法制作出ITO井状结构,研制出非平面化型氧化铟锡-氮化镓基蓝色发光二极管(LED),获得了高的出光效率.结果表明,在20mA工作电流下,该蓝色发光二极管的出光光强是平整的普通ITO-GaN基LED的1.35倍.     

Ni/Au与p-GaN的比接触电阻率测量

通过采用环形传输线方法(CILM),电流-电压(I-V)曲线、表面形貌等方法,研究不同的Ni/Au厚度比和空气气氛下合金退火温度对p型氮化镓欧姆接触特性造成的影响。根据Ni/Au与p型氮化镓欧姆接触的形成机制,采用合适的Ni/Au厚度比及退火温度,得到比接触电阻率(ρc)为1.09×10-5Ω.cm2的Ni/Au-p-GaN电极,并分析了Ni在退火过程中对形成良好的欧姆接触中所起到的作用。     

多晶高纯铝低角度边界位错结构

高纯铝多晶低角度倾侧晶界与扭转晶界的电镜观察,文献已有不少报导。但对非对称的混合型低角度边界的研究有待进一步深入。我们用5N高纯铅采用动态退火办法获得竹节大晶粒,然后制成薄膜,在JEM—200CX高分辨电镜下,对低角度位错边界进行观察。结果如下:(1)退火铝中大量出现的是混合型晶界。位错结构大不相同,有三种情况:(a)由“ s”型混合型位错组成亚晶界,晶界面为一空间曲面(图1),(b)在刃型位错组成倾侧晶界中出现“三叉结点”使晶界发生局部转移(图2),(c)倾侧晶界(由带有较强刃型部分的混合位错构成)过渡到扭转晶界(由螺型位错构成的网络)(图3)。(2)用强激发明场像技术看到了由柏格斯矢量a/2[011]和a/2[011]螺位错组成的交叉格子,晶界面为(002),旋转角为2。(图4);同时也看到     

首批商用GaN集成功率级器件诞生

国际整流器公司(IR)日前推出行业首个商用集成功率级产品系列,采用了IR革命性的氮化镓(GaN)功率器件技术平台--GaNpowIR.据IR公司环球市场及企业传信副总裁Graham Rober介绍,GaNpowIR是一种革命性的GaN功率器件技术平台,与最先进的硅技术平台相比,能够改善性能指数(FOM)高达10倍,可以显著提高性能并节省能源消耗,该技术平台是IR经过5年的时间,基于其专有硅上氮化镓外延技术研究开发的成果.     

n型4H-SiC材料中位错的电学特性研究

研究位错的电学特性对于研究器件可靠性具有重要意义.文章利用拉曼散射技术在室温条件下研究了n型4H-SiC材料中位错电学特性.结果表明:螺型位错(TSD)、刃型位错(TED)的电子浓度均高于无位错区,且TSD电子浓度高于TED.结合位错结构分析认为:TED中心的半原子面存在不饱和Si键,该键通过吸附电子使其饱和并达到稳定状态,因此TED中心俘获了比无位错区更多的电子;TSD结构中,位错区域原子间的拉应力导致该区域Si原子电负性增高,因而俘获电子形成比无位错区高的电子分布.     

钙钛矿外延薄膜中一种新型分裂失配位错的HRTEM研究

在钙钛矿型氧化物外延薄膜中 ,人们已观察到柏格斯矢量b =[10 0 ]的刃型失配位错 ,伴随 (0 0 1)层错b =(1 2 )〈10 1〉的不全失配位错。最近 ,我们用TEM研究了生长在 (0 0 1)LaAlO3 上Ba0 3 Sr0 7TiO3(BSTO)外延薄膜中的缺陷结构。在薄膜的近界面层观察到了高密度的穿透位错 ,其中大部分穿透位错是与 (1 2 )〈10 1〉层错相伴的不全位错[1,2 ] 。本文介绍在该薄膜中观察到的一种新型的分裂失配位错 ,如图 1所示。靠近BSTO LaAlO3 界面有四个被标为 1 4的不全位错和一被标为 5的螺位错。不全位错 2和 3间夹层错的位移矢量是 (1 2 )…