AlGaN/GaN HEMT研制及特性分析

以蓝宝石为衬底研制出栅长1μm AlGaN/GaN HEMT．在室温下,测试该器件显示出良好的输出特性和肖特基伏安特性,最大跨导160mS/mm,栅压1V下饱和电流720mA/mm,击穿电压大于50V．分析了几个关键工艺对器件特性的影响,指出较大的欧姆接触电阻(3.19Ω·mm)限制了器件性能进一步提高,需提高肖特基接触的势垒高度．     

AlGaN/GaN HEMT热形貌分布特性仿真

该文从泊松方程、连续性方程和晶格热方程出发,采用商用TCAD软件建立A1GaN/GaNHEMT器件二维模型.针对自加热效应,在不同的直流偏置电压下,对AlGaN/GaN HEMT器件进行了二维数值分析,获得相应的热形貌分布.     

C波段GaN HEMT功率放大器设计

该文介绍了一款应用于38 GHz的大功率超宽带功率放大器。电路设计中采用了键合线连接裸片与微带电路,并对该部分单独进行电磁场仿真。采用渐变微带线的方法实现了宽带匹配,通过HFSS与ADS的联合仿真优化设计,完成了大功率宽频带的功率放大器设计和仿真过程,仿真结果表明在频率38 GHz范围内增益（8．5＆#177;1） dB,1 dB压缩点输出功率为48 dBm最大饱和功率为49．5 dBm。     

基于AlGaN/GaN HEMT结构的ZnO纳米线感光栅极光电探测器

在传统的采用ZnO薄膜的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)光电探测器件中, 存在光吸收、光电转换效率低, 光电流小等诸多局限. 为改善上述问题, 基于AlGaN/GaN HEMT结构, 提出并成功制备了一种ZnO纳米线感光栅极光电探测器. 实验中首先通过水热法将ZnO纳米线成功制备到Si衬底材料及AlGaN/GaN HEMT衬底材料上, 并利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、光致发光(photo luminescence, PL)光谱仪等仪器进行了一系列测试. 结果表明, 生长在AlGaN/GaN HEMT衬底材料上的ZnO纳米线具有更低的缺陷密度、更好的结晶度和更优异的光电特性. 然后, 将ZnO纳米线成功集成到AlGaN/GaN HEMT器件的栅极上, 制备出具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT紫外光电探测器. 将实验中制备出的具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT器件与常规的AlGaN/GaN HEMT器件进行对比, 发现具有ZnO纳米线的器件在紫外波段能达到1.15×10⁴ A/W的峰值响应度, 相比常规结构的AlGaN/GaN HEMT, 峰值响应度提升约2.85倍, 并且制备的ZnO纳米线器件的响应时间和恢复时间缩短为τ_r=10 ms和τ_f=250 ms, 提高了探测器的性能.

     

双AlN插入层法在Si图形衬底上进行AlGaN/GaN HEMT的MOCVD生长

双AlN插入层方法被用来在Si（111）图形衬底上进行AlGaN/GaN高迁移率晶体管（HEMT）的金属有机物化学气相沉积（MOCVD）外延生长。Si图形衬底采用SiO2掩膜和湿法腐蚀（无掩膜）两种方法进行制备。高温生长双AlN插入层用来释放GaN外延层和Si衬底之间由于晶格失配和热失配而产生的张应力。AlGaN/GaN HEMT的生长特性被讨论和分析。在使用优化的双AlN插入层之前,可以在图形[1-100]方向观察到比[11-20]方向更多的由于应力而引起的裂纹。这是由于GaN在（1-100）面比（11-20）更稳定。建议在图形设计中,长边应沿着[11-20]方向进行制备。拉曼测试显示在图形凹角处比凸角处有更大的拉曼频移,证明在图形凹角处有更大的张应力。     

GaN HEMT外延材料欧姆接触的研究

研究了Ti/Al/Ni/Au多层金属与GaNHEMT结构外延片的欧姆接触,发现接触特性与金属蒸发后的退火温度密切相关.在氮气氛中880℃条件下快速热退火30s,获得了为6.94×10-7·cm2的比接触电阻.光学显微镜观察表明,在这个条件下退火后金属层具有良好的表面形貌.     

P-GaN栅结构GaN基HEMT器件研究进展

增强型氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)是高频高功率器件与开关器件领域的研究热点,P-GaN栅技术因具备制备工艺简单、可控且工艺重复性好等优势而成为目前最常用且唯一实现商用的GaN基增强型器件制备方法。首先,概述了当前制约P-GaN栅结构GaN基HEMT器件发展的首要问题,从器件结构与器件制备工艺这2个角度,综述了其性能优化举措方面的最新研究进展。然后,通过对研究进展的分析,总结了当前研究工作面临的挑战以及解决方法。最后,对未来的发展前景、发展方向进行了展望。     

AlGaN/GaN中二维电子气研究新进展

A1GaN／GaN异质结是氮化物微波功率器件的基本结构之一，其优越性的关键是在异质界面上形成具有高面电子密度和高迁移率的二维电子气．给出了A1GaN／GaN异质结二维电子气的面电子密度、迁移率对氮化物材料性质、异质结结构参数和温度的依赖关系，以及两者内在矛盾等方面的研究现状，指出了该领域内仍需深入研究的问题，如面电子密度的温度特性、迁移率随合金层的变化关系以及迁移率随面电子密度的变化关系等。     

AlGaN/GaN HEMTs表面钝化抑制电流崩塌的机理研究

通过实验测量对AlGaN/GaN HEMT表面钝化抑制电流崩塌的机理进行了深入研究.AlGaN/GaN HEMT Si3N4钝化层使用PECVD获得.文章综合考虑了钝化前后器件输出特性及泄漏电流的变化,钝化后直流电流崩塌明显减少,仍然存在小的崩塌是由于GaN缓冲层中的陷阱对电子的捕获.传输线模型测量表明,钝化后电流的增加是由于钝化消除了表面态密度进而增加了沟道载流子密度.     

Development and characteristic analysis of enhancement-mode recessed-gate AlGaN/GaN HEMT

Fabrication of enhancement-mode high electron mobility transistors on AlGaN/GaN heterostructures grown on sapphire substrates is reported. These devices with 1 μm gate-length, 10 nm recessed-gate depth, 4 μm distance of source and drain exhibit a maximum drain current of 233 mA/mm at 1.5 V, a maximum transconductance of 210 mS/mm, and a threshold voltage of 0.12 V. The threshold voltage of these devices increased to 0.53 V after 500°C 5 min annealing in N₂ ambient. The saturation drain current and transconductance of 15 nm recessed-gate depth reduced compared to those of 10 nm recessed-gate depth, but the threshold voltage increased to 0.47 V. The relations between threshold voltage, controlling ability of gate and recess depth were validated by testing C-V structures on AlGaN/GaN heterostructures with different etching depth. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60736033)     

Impact of strain relaxation of AlGaN barrier layer on the performance of high Al-content AlGaN/GaN HEMT

Owing to large direct bandgap energy, high saturation drift velocity, large conduction band discontinuities, high thermal stability and strong piezoelectric and spontaneous po- larization[1-4], AlGaN/GaN HEMTs have advantages over electronic devices based on Si, GaAs and their alloys in high-frequency, -temperature and -power applications. Many researches show[5,6] that the characteristics of AlGaN/GaN HEMTs depend on two-dimensional gas (2DEG) in heterostructures which has intimate r…     

高压断路器断流容量校验诌议

文章分析了高压断路器断流能力的校验条件,通过对常用校验方法比较,提出了取消校验断路器断流容量的建议。     

碳化硅CMOS倒相器温度特性

建立了6H-SiC材料和器件模型,应用二维器件仿真软件MEDICI对所设计的亚微米6H-SiC CMOS倒相器的温度特性进行了研究．研究结果表明,该倒相器在600K的高温下仍可以正常工作,且具有良好的电压转移特性和瞬态特性;在300~600K的温度范围内,倒相器阈值电压由1.218V变化到1.274V,变化幅度较小．     

配电网有功泄漏电流实时测量方法

在考虑中性点经消弧线圈串联阻尼电阻接地的基础上,提出一种谐振接地配电网有功泄漏电流实时测量的方法,通过配电网零序电压互感器向配电网注入非工频的特定频率电流信号,在消弧线圈内部电压互感器测量返回的电压信号,经计算得出配电网有功泄漏电流。仿真结果表明该测量方法测量精度较高,可消除电压互感器内阻抗及加装阻尼电阻的影响,测量过程安全简便。     

带有LC网络的全桥准相移逆变电源的研制

介绍了一种带有全桥准相移零压零流软开关主电路拓扑结构的逆变焊机,与传统中频变压器相比设计了一种低漏抗中频变压器,从而加强了前臂开关的零电流性质。在中频变压器中采用了加强激磁电流的措施,加快空载或轻载条件下前臂并联电容拉电荷的速度,从而满足了全桥准相移零压零流软开关主电路中前臂零电压开通和关断的条件。