碳膜保护对高温激活SiC表面形貌的影响

采用碳膜覆盖于SiC晶片表面,作为SiC离子注入后高温激活退火的保护层,1650℃20 min高温退火后,有碳膜保护的SiC晶片表面粗糙度RMS只有0.6 nm,无明显形貌退化。AZ5214光刻胶在不同温度条件Ar气氛围下碳化40 min,光刻胶均转变为纳米晶体石墨化碳膜。进行Raman测试表明,碳膜D峰和G峰的比值随碳化温度升高而增大,800℃高温碳化形成的碳膜ID:IG达到3.57,对高温激活退火SiC表面保护效果最佳,经过Ar气氛围下1 650℃20 min激活退火后,有碳膜保护和无碳膜保护的SiC表面粗糙度RMS分别为0.6 nm和3.6 nm。     

8GHz带有RC稳定网络的AlGaN/GaN HEMTs内匹配功率合成放大器的设计

设计了工作在8GHz的基于AIGaN/GaN HEMTs的内匹配功率合成放大器.输入和输出匹配电路制作在0.381mm厚的氧化铝陶瓷基片上,为了提高整个电路的稳定因子K,在电路输入端增加了片上RC有损网络.在8GHz测出连续波ldB压缩点时的输出功率为PldB=43dBm(20W),线性增益7.3dB,最大PAE为38.1%,合成效率达到70.6%.     

钝化前表面预处理对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响

提出一种新的钝化技术--采用盐酸和氢氟酸混合预处理溶液(HF:HCI:H2O=1:4:20)对AIGaN/GaNHEMTs进行表面预处理后冉淀积Si3N4钝化,研究了新型钝化技术对AlGaN/GaN HEMTs性能的影响并分析其机理.与用常规方法钝化的器件相比,经过表面顶处理再钝化,成功地抑制了 AIGaN/GaN HEMTs肖特基特性的恶化,有效地增强抑制电流崩塌效应的能力,将GaN基HEMTs的输出功率密度提高到5.2W/mm,并展现良好的电学可靠性.通过X射线光电子谱(XPS)检测预处理前后的AIGaN表面,观察到经过预处理后的AIGaN表面氧元素的含量大幅度下降.表面氧元素的含量下降,能有效地降低表面态密度和表面电荷陷阱密度,被认为是提高AIGaN/GaN HEMTs性能的主要原因.     

8GHz带有RC稳定网络的AlGaN/GaN HEMTs内匹配功率合成放大器的设计

设计了工作在8GHz的基于AlGaN/GaN HEMTs的内匹配功率合成放大器.输入和输出匹配电路制作在0.381mm厚的氧化铝陶瓷基片上,为了提高整个电路的稳定因子K,在电路输入端增加了片上RC有损网络.在8GHz测出连续波1dB压缩点时的输出功率为P1dB=43dBm（20W）,线性增益7.3dB,最大PAE为38.1%,合成效率达到70.6%.     

AlN插入层与AlGaN/GaN HEMT电流崩塌效应的关系

比较有无AlN插入层AlGaN/GaN HEMTs在直流偏置应力条件下的电流崩塌程度,研究AlN插入层对电流崩塌的影响.从测试结果看,无AlN插入层的AlGaN/GaN HEMTs有更显著的电流崩塌程度,表明AlN插入层对电流崩塌效应有显著的抑制作用.模拟的AlGaN/GaN能带结构表明,AlN插入层能显著提高AlGaN导带底能级,增加异质结的带隙差.带隙差的增加有利于减小电子遂穿几率,加强沟道二维电子气的量子限制,从而抑制电流崩塌效应.     

等离子体刻蚀凹栅槽影响AlGaN/GaN HEMT栅电流的机理

对等离子体干法刻蚀形成的凹栅槽结构AlGaN/GaN HEMTs肖特基电流增加的机理进行了研究.实验表明,凹栅槽结构AIGaN/GaN HEMTs肖特基栅电流增加一个数量级以上,击穿电压有一定程度的下降.利用AFM和XPS的方法分析AlGaN表面,等离子体干法刻蚀增加了AlGaN表面粗糙度,甚至出现部分尖峰状突起,增大了栅金属与AlGaN的接触面积;另一方面,等离子体轰击使AlGaN表面出现一定量的N空位,相当于栅金属与AlGaN接触界面处出现n型掺杂层,使肖特基结的隧道效应加强,降低了肖特基势垒.由此表明,AlGaN表面粗糙度的增加以及一定量的N空位出现是引起栅电流急剧增大的根本原因.     

基于AlGaN/GaN HEMT的C波段混合集成功率合成放大器的设计

研制了一种基于AlGaN/GaN HEMT的功率合成技术的混合集成放大器电路.该电路包含4个10×120 μm的HEMT晶体管以及一个Wilkinson功率合成器和分配器.在偏置条件为VDS=40V,IDS=0.9A时,输出连续波饱和功率在5.4GHz达到41.4dBm,最大的PAE为32.54%,并且功率合成效率达到69%.     

AlGaN/GaN HEMT器件小信号等效电路参数值的提取

利用国际通用的ColdFET以及宽带小信号提取方法对AlGaN/GaN HEMT器件进行小信号参数的提取,用仿真软件ADS(advanced design system)建立HEMT小信号等效电路模型,并对参数值进行优化.可快速提取器件的小信号参数并给予工艺一些反馈和指导.     

一氧化氮退火对高温氧化SiC/SiO2界面特性的影响研究

本文研究了高温（1300℃）氧化并在一氧化氮（NO）气体中进行氧化后退火方法对4H-SiC 金属-氧化物-半导体（MOS）电容的SiC/SiO2界面特性的影响,主要通过SiC MOS的电容-电压(C-V)特性详细讨论了NO退火时间和温度与SiO2/SiC界面特性的相互关系. 结果表明在NO气体中进行氧化后退火可明显降低界面态密度,并且界面态密度随着温度和时间的增加会进一步降低。 同时,与常规1200℃及以下氧化温度相比,1300℃下热生长的氧化层具有更低的界面态密度且显著缩短了氧化时间,节约了生产成本。     

AlGaN/GaN HEMT 小信号模型提取方法的改进

The accurate extraction of AlGaN/GaN HEMT small-signal models, which is an important step in largesignal modeling, can exactly reflect the microwave performance of the physical structure of the device. A new method of extracting the parasitic elements is presented, and an open dummy structure is introduced to obtain the parasitic capacitances. With a Schottky resistor in the gate, a new method is developed to extract Rg. In order to characterize the changes of the depletion region under various drain voltages, the drain delay factor is involved in the output conductance of the device. Compared to the traditional method, the fitting of S 11 and S 22 is improved, and fT and fmax can be better predicted. The validity of the proposed method is verified with excellent correlation between the measured and simulated S-parameters in the range of 0.1 to 26.1 GHz.