1400 V/240 mΩ增强型硅基p-GaN栅结构AlGaN/GaN HEMT器件

基于硅基p-GaN/AlGaN/GaN异质结材料结构,研制了一款横向结构的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件。通过采用自对准栅刻蚀与损伤修复技术以及低温无金欧姆合金工艺实现了较低的导通电阻,并借助于叠层介质钝化和多场板峰值抑制技术提升了器件的击穿特性。测试结果表明,所研制GaN器件的阈值电压为1.95 V(V_GS=V_DS,I_DS=0.01 mA/mm),导通电阻为240 mΩ(V_GS=6 V,V_DS=0.5 V),击穿电压高于1 400 V(V_GS=0 V,I_DS=1μA/mm),彰显了硅基p-GaN栅结构AlGaN/GaN HEMT器件在1 200 V等级高压应用领域的潜力。     

不同温度下GaN基HEMT器件氢效应试验研究

该文开展不同温度下GaN基HEMT器件氢气效应的试验研究.通过对比不同氢浓度和不同温度条件下器件变化情况,试验发现常温下不同浓度氢气处理对器件电学特性无显著影响.氢气环境对GaN基HEMT器件栅电流影响似乎存在一个75℃～160℃温度区间内阈值温度,在该温度以下栅电流减小,即绝对值增大,在该温度以上则反之,栅反向电流绝...     

GaN基HEMT器件的优化设计

针对氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件自热效应以及电流崩塌效应导致器件性能退化和失效的问题,研究了通过合理改变器件参数尺寸优化GaN基HEMT器件的设计,提高器件性能。通过仿真软件模拟了器件各参数对于GaN器件电学性能的影响,分析了不同衬底构成对GaN HEMT器件自热效应的影响,系统研究了GaN HEMT器件相关参数改变对自热效应及器件电学性能的影响。结果表明:Si及金刚石组成的衬底中减小Si层的厚度有利于减小器件的自热效应,降低有源区最高温度。为提高器件性能以及进一步优化GaN基HEMT器件设计提供了一定的理论参考。     

AlGaN/GaN基HEMT器件的研究进展(英文)

由于AlGaN具有高的击穿电场(3 MV/cm,是GaAs的7.5倍),且在AlGaN/GaN异质结处存在高浓度的极化诱导二维电子气,AlGaN基高电子迁移率晶体管是目前最适合应用于微波大功率放大领域的器件。着重对影响高频大功率AlGaN/GaN性能的材料结构和器件制作进行了阐述。     

GaN基HEMT栅终端场板结构研究

制作了带有栅终端场板结构的GaN基HEMT,研究了击穿电压与场板长度的关系,提取了最佳场板长度为0.4,0.5,0.6μm时所对应的栅漏击穿电压最大,为120 V.研究了栅终端场板对器件小信号特性和大信号的影响,栅终端场板长度0.4μm时,器件特征频率及最大振荡频率减小量最小.在栅宽1 mm、频率8 GHz、无场板器件最大工作电压28 V时,连续波输出功率3.2 W,功率增益4.0 dB,功率附加效率17.0%;栅终端场板器件最大工作电压38 V时,连续波输出功率5.1 W,功率增益4.1 dB,功率附加效率21.0%.     

AlGaN/GaN HEMT器件的研制

介绍了AlGaN/GaN HEMT器件的研制及室温下器件特性的测试.漏源欧姆接触采用Ti/Al/Pt/Au,肖特基结金属为Pt/Au.器件栅长为1μm,获得的最大跨导为120mS/mm,最大的漏源饱和电流密度为0.95A/mm.     

GaN基HEMT失效热点行为研究

研究了GaN基HEMT器件的失效热点行为。当V_GS>V_th时,漏极电流I_D主要为漏-源导通电流I_DS,输运机制为漂移;当V_GSth时,I_D主要为反向栅-漏电流I_GD,输运机制为与可导位错有关的Fowler-Nordheim隧穿。通过分析V_GS和V_DS变化对热点分布的影响,表明栅极边界耗尽沟道内形成的强横向电场与势垒层内的强垂直电场分别是I_DS和I_GD电流形成热点的主要原因;同时,还测量了热点的微光光谱,并根据临界电场与最大光子能量得到了电子的平均自由程,约为60 nm。     

AlGaN/GaN HEMT器件的研制

介绍了AlGaN/GaNHEMT器件的研制及室温下器件特性的测试.漏源欧姆接触采用Ti/Al/Pt/Au ,肖特基结金属为Pt/Au .器件栅长为1μm ,获得的最大跨导为12 0mS/mm ,最大的漏源饱和电流密度为0 95A/mm .     

GaN基HEMT器件的优化设计北大核心CSCD

针对氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件自热效应以及电流崩塌效应导致器件性能退化和失效的问题,研究了通过合理改变器件参数尺寸优化GaN基HEMT器件的设计,提高器件性能。通过仿真软件模拟了器件各参数对于GaN器件电学性能的影响,分析了不同衬底构成对GaN HEMT器件自热效应的影响,系统研究了GaN HEMT器件相关参数改变对自热效应及器件电学性能的影响。结果表明:Si及金刚石组成的衬底中减小Si层的厚度有利于减小器件的自热效应,降低有源区最高温度。为提高器件性能以及进一步优化GaN基HEMT器件设计提供了一定的理论参考。     

C波段大功率GaN HEMT内匹配器件

基于GaN微波功率器件工艺制作了大栅宽GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)管芯,通过负载牵引及建模技术提取了管芯的输入阻抗、输出阻抗.采用二项式多节阻抗匹配变换器实现了宽带功率分配器及合成器电路的制作,通过采用LC网络提升了管芯输入阻抗、输出阻抗,加入了稳定网络,实现了50 Ω阻抗匹配.采用高热导率金属陶瓷外壳,提高了器件散热能力.最终研制成功大功率GaN HEMT内匹配器件,器件采用四胞管芯功率合成技术,总栅宽为40 mm.测试结果表明,频率为4.5～4.8 GHz,脉宽300μs,占空比10％,工作电压VDSs为28 V,器件的输出功率大于120 W,功率附加效率大于50％,功率增益大于11 dB.     

应用一种新T形栅版图设计方法的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

在蓝宝石衬底上制作AlGaN/GaN高电子迁移率品体管.由于使用了一种全新的T形栅电子束曝光版图,因此可以自由地改变T形栅的宽窄比(T形栅头部尺寸与栅长的比值)并优化T形栅的形状.所得的0.18μm栅长的器件,其特征频率(fT)为65GHz,T形栅的宽窄比为10.同时,测得的峰值跨导为287mS/mm,最大电流街度为980mA/mm.     

应用一种新T形栅版图设计方法的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

在蓝宝石衬底上制作AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管. 由于使用了一种全新的T形栅电子束曝光版图,因此可以自由地改变T形栅的宽窄比（T形栅头部尺寸与栅长的比值）并优化T形栅的形状. 所得的0.18μm栅长的器件,其特征频率（fT）为65GHz, T形栅的宽窄比为10. 同时,测得的峰值跨导为287mS/mm,最大电流密度为980mA/mm.     

GaN HEMT器件热特性的电学测试法

基于JEDEC颁布的结到壳热阻瞬态热测试界面法,对测试GaN HEMT器件热特性的电学法进行了研究.通过合理的测试电路设计,有效解决了GaN HEMT器件电学法测试中的栅极保护问题和自激问题,实现了GaN HEMT器件的界面热阻测量.根据测得的热阻-热容结构函数曲线可知,GaN HEMT器件结到壳热阻主要由金锡焊接工艺和管壳热特性决定.结合结构函数分析,对金锡焊接部分热阻和管壳热阻进行排序可剔除有工艺缺陷的器件.与红外热成像法的结温测试结果进行对比分析,证实了电学法测试结果的准确性.     

A High Speed Autofocusing System for Micro System Applications

In this paper, we present a high speed autofocus system for micro system applications and design a look-up-table based autofocusing algorithm for applications when a target object is always visible, e.g., manufacturing parts with alignment fiducials. We perform an evaluation of 24 focus measures to verify that which focus measure is the best for the look-up-table based method. From the evaluation, we find that the Chebyshev moments-based focus measure (CHEB) is the most suitable. Furthermore, we also develop a look-up-table based autofocus system that uses CHEB as the focus measure. In training phase, we offline construct a table from training images of an object that are captured at several lens distances. Each entry of table consists of focus measure computed from image and lens distance. In working phase, given an input image, the algorithm first computes the focus measure and then finds the best match focus measure from the table and looks up the corresponding lens position for moving it into the in-focus position. Our algorithm can perform autofocusing within only 2 steps of lens moving. The experiment shows that the system can perform high speed autofocusing of micro objects.     

高阻硅基GaN晶片上MIS栅结构GaN HEMT射频器件研制

5G 通信中3. 4~3. 6 GHz 是主要使用频段。GaN 射频器件由于高频、低功耗、高线性度等优势,满足5G 通信应用需求。文中在高阻硅基GaN 外延片上研制了AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor, HEMT),并分析了金属鄄绝缘层鄄半导体(Metal-Insulator-Semiconductor,MIS)栅对器件直流和射频特性的影响。研究发现:相比于肖特基栅结构,MIS 栅结构器件栅极泄漏电流减少2~5 个数量级,漏极驱动电流能力和跨导提高10%以上;频率为3. 5 GHz 时,增益从1. 5 dB 提升到4. 0 dB,最大资用增益从5. 2 dB 提升到11. 0 dB,电流增益截止频率为8. 3 GHz,最高振荡频率为10. 0 GHz。     

高击穿电压AlGaN/GaN HEMT电力开关器件研究进展

作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表,GaN材料在各个应用领域的研究工作都受到了高度的重视。概述了基于AlGaN/GaN HEMT结构的新型高压、高频、低损耗电力开关器件的最新研究进展。从器件的结构特征入手,详细介绍了改善器件击穿特性的途径、高频开关特性的研究情况、Si衬底上AlGaN/GaN HEMT结构材料的生长、增强型器件的制备技术和功率集成电路的研究等几个国际上的热点问题。最后,对该项研究面临的问题及未来的发展趋势做了展望。     

基于红外测温的GaN HEMT器件结构函数法热阻测量

为了准确的测量GaN HEMT的热阻参数,在两种不同的管壳接触热阻条件下,利用经过改进的显微红外热像仪测量了GaN HEMT的降温曲线。采用结构函数算法对两种降温曲线进行分析,得到了反映器件各层材料热阻的积分结构函数曲线。当管壳接触层由空气变化为导热硅脂时,积分结构函数曲线发生了变化。通过结构函数曲线能够明确区分被测件不同层的热阻。可以将被测件的分成6层结构,与器件真实结构基本一致。     

A High Speed DMA Transaction Method for PCI Express Devices

A novel PCI Express （peripheral component interconnection express） direct memory access （DMA） transaction method using bridge chip PEX 8311 is proposed. Furthermore, a new method on optimizing PC1 Express DMA transaction through improving both bus-efficiency and DMA-effieiency is presented. A finite state machine （FSM） responding for data and address cycles on PCI Express bus is introduced, and a continuous data burst is realized, which greatly promote bus-efficiency. In software design, a driver framework based on Windows driver model （WDM） and three DMA optimizing options for the proposed PCI Express interface are presented to improve DMA-efficiency. Experiments show that both read and write hardware transaction speed in this paper exceed PCI theoretical maximum speed （133 MBytes/s）.     

半导体激光器高速驱动源

本文介绍满足ＤＦＢ激光器高速特性测试要求的一种半导体激光器高速驱动源的设计要点、测试结果和使用情况。