AlGaN/AlN/GaN肖特基二极管的电学性能

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长的AlGaN/AlN/GaN/蓝宝石材料制备了AlGaN肖特基二极管.器件的肖特基接触和欧姆接触分别为Ti/Pt和Ti/Al/Ti/Au,均采用电子束蒸发的方法沉积.AlGaN表面欧姆接触的比接触电阻率为7.48×10-4Ω/cm2,器件的I-V测试表明该AlGaN肖特基二极管具有较好的整流特性.根据器件的正向,I-V特性计算得到器件的势垒高度和理想因子分别为0.57eV和4.83.将器件在300℃中温退火,器件的电学性能有所改善.     

UV/Ozone 表面处理对AlGaN/GaN HEMTs 性能的影响

工艺过程中对晶圆表面处理对制作出高性能的AlGaN/GaN HEMT起到至关重要的作用,洁净的表面能够有效提高器件性能以及器件可靠性。本文发现通过UV/Ozone表面处理,AlGaN/GaN HEMT器件的欧姆接触以及肖特基接触的电学特性均发生明显变化,根据实验中现象以及相关实验数据,并且采用X射线光电子能谱对实验样品进行表面分析测试,着重阐述了UV/Ozone处理对晶圆表面的作用,以及其影响AlGaN/GaN HEMT器件欧姆接触特性以及肖特基接触特性的原因。     

击穿电压提高的AlGaN/GaN/AlGaN双异质结特性

本文论述了AlGaN/GaN双异质结高电子迁移率晶体管的特性,该结构使用Al组分为7%的AlGaN来代替传统的GaN作为缓冲层。Al0.07Ga0.93N缓冲层增加了二维电子气沟道下方的背势垒高度,有效提高了载流子限阈性,从而造成缓冲层漏电的显著减小以及击穿电压的明显提高。对于栅尺寸为0.5100μm,栅漏间距为1μm的器件,AlGaN/GaN 双异质结器件的击穿电压（~100V）是常规单异质结器件的两倍（~50V）。本文中的双异质结器件在漏压为35V、频率为4GHz下,最大输出功率为7.78W/mm,最大功率附加效率为62.3%,线性增益为23dB。     

Ni肖特基接触厚度对Al0.3Ga0.7N/GaN应变异质结二维电子气密度的影响

厚度分别为50Å/50Å和600Å/2000Å的Ni/Au肖特基接触被沉积在Al0.3Ga0.7N/GaN应变异质结上。通过室温下测量的电容-电压曲线和电流-电压特性,我们计算得到厚度为600Å/2000Å的Ni/Au肖特基接触的二维电子气密度为9.131012 cm-2,而厚度为50Å/50Å 的Ni/Au肖特基接触的二维电子气密度为4.771012 cm-2。随着Ni/Au肖特基接触厚度由50Å/50Å增大到600Å/2000Å,正向20V时的饱和电流从60.88 mA增大到86.34 mA。通过薛定谔方程和泊松方程自洽计算,我们计算得到了两个样品的极化电荷密度,计算结果表明Ni/Au肖特基接触厚度厚的样品的极化较强。这样我们认为前面的实验结果是由于厚度为600Å/2000Å的肖特基接触增大了Al0.3Ga0.7N势垒层的张应力。     

调制掺杂对AlGaN/GaN HEMT材料电学性能的影响

利用范德堡Hall方法和汞探针C-V方法,研究了不同Si调制掺杂浓度对AlGaN/GaN HEMT材料电学性质的影响.发现si掺杂可以改善材料电学性能,二维电子气(2DEG)面密度和方块电阻(ns×μ)可以通过si调制掺杂精确控制.当Si掺杂浓度为3×10(18)cm-3时,得到了最低的方块电阻360Ω/□.尽管受到高浓度电子和离化杂质对二维电子气的散射影响,迁移率仍可达1220cm2/(V·s).分析了范德堡Hall方法和汞探针C-V方法的差别,同时测得材料的阈值电压也在合理范围.     

AlGaN/GaN界面特性研究进展

GaN是一种宽禁带半导体材料,由于具有优越的热稳定性和化学稳定性,使这种材料和与其相关的器件可以工作在高温和恶劣的环境中,并可用于大功率微波器件。本文主要介绍AlGaN/GaN有关界面特性,该特性反映了纵向纳米尺度下的能带特性;从AlGaN/GaNHEMT设计出发,给出了材料性质和结构参数对AlGaN/GaN异质结二维电子气特性影响的研究结果;讨论了AlGaN/GaN界面2DEG载流子的输运性质;分析了材料缺陷对AlGaN/GaN界面2DEG性质的影响;指出了有待研究的问题和方向。     

AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触

通过改变Ti/Al的结构及退火条件,研究了AlGaN/GaN异质结构上Ti/Al/Ni/Au金属体系所形成的欧姆接触.结果表明,Ti/Al/Ni/Au金属厚度分别为20,120,55和45nm,退火条件为高纯N2气氛中850℃、30s时在AlGaN/GaN异质结构上获得了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.30×10-6Ω·cm2.SEM分析表明该条件下的欧姆接触具有良好的表面形貌,可以很好地满足高性能AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造的要求.     

功率AlGaN/GaN肖特基二极管结构优化设计

利用Silvaco-ATLAS软件设计了AlGaN/GaN肖特基二极管(SBD)的基本结构,主要针对功率器件的关键参数—击穿电压进行仿真模拟,分析对比了AlGaN/GaN异质结中Al的组分、二极管阳极与阴极的间距Lac、场板的引入和长度以及FP结构下钝化层Si₃N₄的厚度t对二极管击穿特性的影响。结果显示,Lac的增加、场板的引入和FP结构下钝化层厚度t的变化均对二极管的击穿特性有所优化,但同时,Al组分的增加和Lac的增加对二极管引入了不同程度的负面影响。仿真结果对器件的实际制作具有一定的指导意义。     

AlGaN/GaN异质结构的欧姆接触

通过改变Ti/Al的结构及退火条件,研究了AlGaN/GaN异质结构上Ti/Al/Ni/Au金属体系所形成的欧姆接触.结果表明,Ti/Al/Ni/Au金属厚度分别为20,120,55和45nm,退火条件为高纯N2气氛中850℃、30s时在AlGaN/GaN异质结构上获得了良好的欧姆接触,其比接触电阻率为3.30×10-6Ω·cm2.SEM分析表明该条件下的欧姆接触具有良好的表面形貌,可以很好地满足高性能AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造的要求.     

氮化对蓝宝石衬底上AlGaN/GaN异质结

研究了不同氮化条件对蓝宝石衬底上生长的AlGaN/GaN异质结材料特性的影响。研究表明,随着氮化过程NH₃流量的增大,GaN外延层的晶体质量得到了改善,GaN内应力释放,但是AlGaN/GaN异质结构中二维电子气的迁移率有所恶化。讨论了上述现象出现的原因。     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上，用MOCVD（金属有机物气相沉积）法外延生长AlGaN/GaN异质结样品. 溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜，在氮气气氛中高温快速退火，分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触. 随着退火时间的增加，MSM（金属-半导体-金属）结构的I-V特性曲线保持良好的对称性，但C-V曲线逐渐失去其对称性. MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性，出现明显的光电导增益效应.     

肖特基C-V法研究Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结界面二维电子气

通过对 Pt/ Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N肖特基二极管的 C- V测量 ,研究分析了 Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面二维电子气 (2 DEG)浓度及其空间分布 .测量结果表明 ,Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面 2 DEG浓度峰值对应的深度在界面以下 1.3nm处 ,2 DEG分布峰的半高宽为 2 .3nm ,2 DEG面密度为 6 .5× 10 1 2 cm- 2 .与 Alx Ga1 - x As/ Ga As异质结相比 ,其 2 DEG面密度要高一个数量级 ,而空间分布则要窄一个数量级 .这主要归结于 Alx Ga1 - x N层中～ MV / cm量级的压电极化电场和自发极化电场对 Alx Ga1 - x N/ Ga N异质结能带的调制和 Alx Ga1 -     

Al组分对AlxGa1-xN/GaN异质结构中二维电子气输运性质的影响

在低温和强磁场下,通过磁输运测量研究了不同Al组分调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结二维电子气(2DEG)的磁电阻振荡现象.观察到低Al组分异质结中的2DEG有较低的浓度和较高的迁移率.     

Impact of UV/ozone surface treatment on AlGaN/GaN HEMTs

Surface treatment plays an important role in the process of making high performance AIGaN/GaN HEMTs. A clean surface is critical for enhancing device performance and long-term reliability. By experiment-ing with different surface treatment methods, we find that using UV/ozone treatment significantly influences the electrical properties of Ohmic contacts and Schottky contacts. According to these experimental phenomena and X-ray photoelectron spectroscopy surface analysis results, the effect of the UV/ozone treatment and the reason that it influences the Ohmic/Schottky contact characteristics of A1GaN/GaN HEMTs is investigated.     

High-temperature characteristics of AixGa1-xN/GaN Schottky diodes

High-temperature characteristics of the metal/AlxGa1_xN/GaN M/S/S (M/S/S) diodes have been studied with current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements at high temperatures. Due to the presence of the piezoelectric polarization field and a quantum well at the AIxGa1_xN/GaN interface, the AIxGa1_xN/GaNdiodes show properties distinctly different from those of the AIxGa1_xN diodes. For the AIxGa1_xN/GaN diodes, an increase in temperature accompanies an increase in barrier height and a decrease in ideality factor, while the AIxGa1_xN diodes are opposite. Furthermore, at room temperature, both reverse leakage current and reverse break-down voltage are superior for the AIxGa1_xN/GaN diodes to those for the AIxGa1_xN diodes.     

ICP刻蚀损伤对n-GaN-Ni/Au肖特基接触特性的影响

通过电流-电压法(I-V),电容-电压法(C-V)对n-GaN材料的ICP(感应耦合等离子体)刻蚀样品和未刻蚀样品上的肖特基势垒二极管的电学特性进行了分析.利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对刻蚀样品的表面形貌,以及退火前后肖特基接触金属的表面形貌变化进行了研究.试验表明,ICP刻蚀会在GaN表面引入损伤,形成电子陷阱能级从而引起肖特基二极管的势垒高度降低,理想因子增大,反向泄漏电流增大.刻蚀样品在400 ℃热退火可以恢复二极管的电特性,退火温度到600 ℃时二极管特性要好于未刻蚀的样品.     

Impact of UV/ozone surface treatment on AIGaN/GaN HEMTs

Surface treatment plays an important role in the process of making high performance AlGaN/GaN HEMTs. A clean surface is critical for enhancing device performance and long-term reliability. By experimenting with different surface treatment methods, we find that using UV/ozone treatment significantly influences the electrical properties of Ohmic contacts and Schottky contacts. According to these experimental phenomena and Xray photoelectron spectroscopy surface analysis results, the effect of the UV/ozone treatment and the reason that it influences the Ohmic/Schottky contact characteristics of AlGaN/GaN HEMTs is investigated.