氮气退火对NiO/ZnO薄膜PN结的影响

利用磁控溅射法,在ITO玻璃基底上沉积NiO薄膜和ZnO:Al（Al掺杂的ZnO或AZO）薄膜,制备具有半导体特性的NiO/ZnO透明异质结二极管。使用UV—1700型分光光度计、KEITHLEY4200-SCS半导体测试仪、JSM-6490LV型扫描电子显微镜等分析氮气退火对NiO/ZnO薄膜性能的影响。实验结果表明： 500℃退火范围内,NiO薄膜的透过率随退火温度的升高单调上升,500℃时透过率在80%以上,NiO/ZnO薄膜的透过率明显提高;在400℃时,NiO/ZnO薄膜整流特性最佳。     

氮气退火对NiO/ZnO:Al薄膜PN结的影响

利用磁控溅射法,在ITO玻璃基底上沉积NiO薄膜和ZnO:Al(Al掺杂的ZnO或AZO)薄膜,制备具有半导体特性的NiO/ZnO:Al透明异质结二极管。使用UV-1700型分光光度计、KEITHLEY4200-SCS半导体测试仪、JSM-6490LV型扫描电子显微镜等分析氮气退火对NiO/ZnO:Al薄膜性能的影响。实验结果表明:500℃退火范围内,NiO薄膜的透过率随退火温度的升高单调上升,500℃时透过率在80%以上,NiO/ZnO:Al薄膜的透过率明显提高;在400℃时,NiO/ZnO:Al薄膜整流特性最佳。     

磁控溅射AlN∶Mg/ZnO∶Al异质结二极管及其光电特性的研究

利用磁控溅射方法,在ITO玻璃基底上分别溅射镁掺杂的氮化铝(AlN∶Mg)薄膜、铝掺杂的氧化锌(ZnO∶Al或AZO)薄膜,成功制备AlN∶Mg/ZnO∶Al透明异质结二极管.实验结果表明:AlN∶Mg/ZnO∶Al异质结具有明显的Ⅰ-Ⅴ整流特性,正向开启电压1V左右,在氙灯光照下,二极管的反向电流在5V偏置时达到3m...     

ZnO/p-Si异质结构的电学输运特性

采用等离子体浸没离子注入沉积方法,在p型Si衬底上制备了具有整流特性的、非故意掺杂的以及掺氮的ZnO/p-Si异质结.非故意掺杂的ZnO薄膜为n型(电子浓度为1019cm-3数量级),掺氮的ZnO薄膜为高阻(电阻率为105Ω·cm数量级).非故意掺杂的ZnO/p-Si异质结在正向偏压下,当偏压大于0.4V,电流遵循欧姆定律.然而对于掺氮的ZnO/p-Si样品,当偏压小于1.0V时,电流表现为欧姆特性,当偏压大于2.5V时,电流密度与电压的平方成正比的关系.分别用Anderson模型和空间电荷限制电流模型对非故意掺杂和掺氮的ZnO/p-Si异质结二极管的电流输运特性进行了解释.     

衬底温度对NiO:Cu/ZnO异质pn结的光电性能影响

利用磁控溅射方法改变衬底温度,制备了一系列Ni O:Cu/ZnO异质pn结。实验结果表明,当衬底温 度从室温升高到300℃时,NiO:Cu/ZnO异质pn结的整流特性明显得到 改善;与此同时,NiO:Cu/ZnO异质 pn结的光学透过率也从40%增大到80%。这可能是由于NiO:Cu薄膜结晶质量改善,薄膜内 缺陷减少所致。 继续增加衬底温度至400℃,异质结的整流特性有所削弱,这可能是 由于生长在异质结下层 的NiO:Cu薄膜影响了其上ZnO薄膜的生长,进而影响到异质结的整流特性。这一结论,得到 X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外(UV)谱测试结果的支持。     

一种NiO薄膜的新型制备方法及其应用

利用热氧化法,在紫外线光源催化作用下,在N型硅衬底上沉积氧化镍(NiO)薄膜,制备具有半导体特性的NiO/Si异质结二极管。使用JASCO NRS-3100测量薄膜拉曼散射频谱,分析不同氧化时间、不同紫外线光源、不同退火条件对NiO薄膜性能的影响。实验结果表明:氧化时间为60 min时,金属Ni能够充分氧化;含臭氧水银灯比金属卤化物灯更有助于金属Ni的氧化反应;氮气下退火30 min,有助于消除晶格损伤,改善薄膜特性。通过Phillips X'Pert衍射仪分析NiO薄膜的晶体结构,Keysight B1500A半导体参数测量仪测量NiO/Si二极管的I-V特性,当二极管两端电压分别为2 V和-2 V时,电流密度相差3个数量级,表现出良好的整流特性。     

硫化锌/多孔硅体系和氧化锌/多孔硅体系的光学和电学特性比较

用脉冲激光沉积法在相同孔隙率的多孔硅(Porous Silicon, PS)衬底上生长了ZnS薄膜和ZnO薄膜,在室温下对ZnS/PS和ZnO/PS的光学和电学性质进行了比较.结果发现,ZnS/PS和ZnO/PS在可见光区450～700 nm都有一个较宽的光致发光谱带,呈现较强的白光发射,但ZnS/PS体系的白光发射性能要优于ZnO/PS体系的发光性能.从二者的I-V特性曲线来看,ZnS/PS异质结呈现出与普通二极管相似的整流特性,而ZnO/PS异质结的整流特性与普通二极管不同,其反向电流不饱和.     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

低压调整二极管击穿特性分析与优化设计

介绍了采用平面结构设计与Si外延工艺制造低压调整二极管的技术.该技术论证了Si平面结型5.1V低压调整二极管的击穿机理为隧道击穿,同时设计了一种新型Si平面结型低压调整二极管的结构,以及与此结构相匹配的工艺制程,进而实现5.1V击穿电压特性为硬击穿.此硬击穿优化的关键是对结构设计、氧化工艺的深度研究.     

集成式等效低压二极管

采用集成器件结构和先进工艺研制了一款等效低压二极管.该等效低压二极管的等效电路实质是一个普通npn三极管和一个普通二极管并联.这种结构的器件的正向特性是普通二极管的正向压降;反向特性是普通npn三极管的发射极E和集电极C之间的特性.选择特有的版图设计和工艺流程,可以将普通npn三极管的发射极E和集电极C之间的电压VECO(实际也是等效低压二极管的反向击穿电压)调整到5.1V以下,该等效低压二极管的反向漏电可达到纳安级,反向动态电阻可达到10 Ω以内.利用此特性,该等效低压二极管适合于高频千兆网口接口的保护,可以避免传输信号丢失.     

Si基JBS整流二极管的设计与制备

基于JBS整流二极管理论,详细介绍了一种Si基JBS整流二极管设计方法、制备工艺及测试结果。在传统肖特基二极管(SBD)有源区,利用光刻和固态源扩散工艺形成掺硼的蜂窝状结构,与n型衬底形成pn结,反向偏置时抑制了因电压增加引起的金属-半导体势垒高度降低,减小了漏电流;采用离子注入形成两道场限环的终端结构,有效防止了边缘击穿,提高了反向击穿电压。对制备的器件使用Tektronix 370B可编程特性曲线图示仪进行了I-V特性测试,结果表明本文设计的Si基JBS整流二极管正向压降VF=0.78 V(正向电流IF=5 A时),反向击穿电压可达340 V。     

3300V碳化硅肖特基二极管及混合功率模块研制

基于数值仿真结果,采用结势垒肖特基(JBS)结构和多重场限环终端结构实现了3 300 V/50 A 4H-SiC肖特基二极管(SBD),所用4H-SiC外延材料厚度为35 μm、n型掺杂浓度为2× 1015cm-3.二极管芯片面积为49 mm2,正向电压2.2V下电流达到50 A,比导通电阻13.7 mΩ· cm2;反偏条件下器件的雪崩击穿电压为4 600 V.基于这种3 300 V/50 A 4H-SiC肖特基二极管,研制出3 300 V/600 A混合功率模块,该模块包含24只3 300 V/50 A Si IGBT与12只3 300 V/50 A 4H-SiC肖特基二极管,SiC肖特基二极管为模块的续流二极管.模块的动态测试结果为:反向恢复峰值电流为33.75 A,反向恢复电荷为0.807 μC,反向恢复时间为41 ns.与传统的Si基IGBT模块相比,该混合功率模块显著降低了器件开关过程中的能量损耗.     

集成化平面肖特基变容管微波C-V特性物理模型

提出一种集成化平面肖特基变容管微波频段 C- V特性物理模型 ,该模型考虑了由平面结构引起的分布有源层串联电阻、分布结电容、结反向饱和漏电流及侧壁电容对微波频段 C- V特性的影响 ,揭示了集成化平面肖特基变容管 C- V特性对频率的依赖 ,并对变容比作了讨论。模型与实验结果符合得很好     

A p-Ge1-xCx/n-Si heterojunction diode grownby molecular beam epitaxy

We report on the fabrication and characterization of the first p-n diode made from a heterojunction of epitaxial p-type Ge_0.998C _0.002 on an n-type Si substrate. Epitaxial Ge_0.998C_0.002 was grown on a (100) Si substrate by solid source molecular beam epitaxy. The p-GeC/n-Si junction exhibits diode rectification. The I-V characteristics of the p-GeC/n-Si diode indicate a reasonable reverse saturation current of 89 pA/μm² at -1 V and a high reverse breakdown voltage in excess of -40 V. Photoresponse from the Ge_0.998C_0.002 p-n diode was observed from 1.3-μm laser excitation resulting in an external quantum efficiency of 1.4%     

Sensitivity of multimode bidirectional optoelectronic modules to electrostatic discharges

Human Body Model ESD tests on two commercially available different types of wavelength division multiplexing bidirectional optoelectronic modules, intended for data transmission over multimode optical fibers at 820 and 1320 nm wavelengths, have been performed. These bidirectional modules incorporated pin diode receivers and light emitting diode in a single package. In particular, the 820 nm light emitting diodes had rather high damage threshold pulse amplitudes of about +10,000 V under forward bias and −5000 V under reverse bias conditions, and no active layer degradation has been observed. In-situ measurements of the optical transients emitted during forward bias ESD pulses enabled a damage pulse threshold detection of a LED without the need of further optoelectronic characterization. The receiver photodiodes, however, were very sensitive to reverse bias ESD pulses. The InGaAs photodiodes degraded during ESD pulses with amplitudes as low as −150 V and in the case of the Silicon photodiodes as low as −175 V.     

单片集成的低暗电流1.3 μm激光二极管和探测器芯片

为了在单片上实现半导体激光二极管与探测器的集成,开展了外延材料生长及结构工艺的设计研究。通过刻蚀工艺引入隔离区的方法制备了集成背光探测器的1.3m InGaAsP/InP半导体激光二极管芯片。管芯的光电性能测试显示,激光二极管具有较低的阈值电流17.62 mA,较高的斜率效率0.13 mW/mA,输出功率可达11 mW;在-0.7 V的反向偏压下,探测器区域对光信号具有良好的线性响应,MPD的光电流超过0.3 mA,在-1.7 V的反向偏压下,暗电流可低至25 nA。     

SiC power diodes provide breakthrough performance for a wide rangeof applications

The electrical performance of silicon carbide (SiC) power diodes is evaluated and compared to that of commercially available silicon (Si) diodes in the voltage range from 600 V through 5000 V. The comparisons include the on-state characteristics, the reverse recovery characteristics, and power converter efficiency and electromagnetic interference (EMI). It is shown that a newly developed 1500-V SiC merged PiN Schottky (MPS) diode has significant performance advantages over Si diodes optimized for various voltages in the range of 600 V through 1500 V. It is also shown that a newly developed 5000 V SiC PiN diode has significant performance advantages over Si diodes optimized for various voltages in the range of 2000 V through 5000 V. In a test case power converter, replacing the best 600 V Si diodes available with the 1500 V SiC MPS diode results in an increase of power supply efficiency from 82% to 88% for switching at 186 kHz, and a reduction in EMI emissions     

New way of plotting current/voltage characteristics of Schottky diodes

It is pointed out that the empirical diode relationship I = I0 exp (qV/nkT){1 - exp (-qV/kT)} has the property that a plot of log [I/{1 - exp (-qV/kT)}] against V should be linear for all values of V, including reverse voltages. This equation has been tested by making such a plot for an Al/GaAs Schottky diode made by MBE. The plot is linear over the entire range from +0.5 V to - 1.0 V, with n = 1.01.