基于GaN材料p型掺杂的研究进展

GaN材料作为第三代半导体材料已成为短波长光电子器件及高频,高压、高温微电子器件制备的最优选材料,而难以获得高质量的P型GaN成为阻碍GaN器件进一步发展和应用的重要原因.介绍了P型掺杂存在的问题,讨论了P型掺杂的激活方法和机理,综述了目前P型掺杂国内外的研究进展情况,最后指出了今后的研究方向.     

GaN器件在军事领域中的应用

GaN基半导体具有击穿电场强度高、饱和电子迁移率高、介电常数小、热导率大、抗辐射能力强等优点,广泛应用军用电子器件的制造。介绍了GaN器件在军事雷达、探测器以及激光引信等军事领域中的应用。     

GaN材料键合技术研究进展

GaN材料及其有关光电子器件的研制是近年来光电子研究领域内的研究热点之一,而键合技术又是光电子集成研究领域内一项新的制作工艺。利用键合技术也可以研制出一些新型的光电子器件,这些器件用其他生长技术是不可能实现的。概括地介绍了近年来键合技术在GaN光电子器件及其集成领域内的研究进展和应用情况。     

化合物半导体器件与电路的研究进展

介绍了GaAs,InP和GaN等几种重要化合物半导体电子器件的特点、应用和发展前景。回顾了GaAs,InP和GaN材料的材料特性及其器件发展历程与现状。分别讨论了GaAs基HEMT由PHEMT渐变为MHEMT结构和性能的变化,GaAs基HBT在不同电路应用中器件的特性,InP基HEMT与HBT的器件结构及工作特性,GaN基HEMT与HBT的器件特性参数。总体而言,化合物半导体器件与电路在高功率和高频电子器件方面发展较快,GaAs,InP和GaN材料所制得的各种器件电路工作在不同的频率波段,其在相关领域发展潜力巨大。     

低成本、大功率GaN功率电子器件

1 引言 目前,GaN材料已经广泛的应用于蓝光和白光LED的大规模生产之中,其相关的工业技术已经成熟,2007年,市场共消费了约500万个2 in晶片.除LED外,由于宽禁带GaN具有很高的击穿电压,因此GaN材料在功率电子器件领域也是一种非常有竞争力的宽禁带半导体材料.据市场调查统计,2007年GaN功率电子器件的市场总值达到了35亿美元.     

GaN HEMTs微波器件的失效机理及宇航应用保障

经过30年的发展,GaN已成为当今化合物半导体领域的研究和产业化的热点,同时也是卫星微波通讯的未来重点发展技术之一,但其可靠性一直是制约GaN HEMT器件工程化的重要因素。本文回顾和总结了南京电子器件研究所解决GaN HEMT微波器件的可靠性问题的研发历程,整理了GaN HEMT微波器件在各阶段的典型失效模式、失效机理。针对GaN微波器件的宇航应用,描述了与相关技术配套的宇航应用保障体系,以实现其良好的运行及未知风险的控制。     

半导体超晶格材料和光电子器件的研究和发展

半导体超晶格材料和以这些材料为基础的光电子器件是半导体科学和技术的一个新生长点。 超晶格材料是新一代半导体材料,它为新一代光电子器件奠定了基础。而这些新一代光电子器件正是廿一世纪光电子产业的核心。 半导体超晶格材料的研究和发展,把半导体光电子器件的研究和发展推进到一个崭新的阶段。可以预言,正如廿世纪是电子产业的时代一样,廿一世纪必定是光电子产业的时代。     

半导体激光器在超高速光网络中的应用

光通信的快速发展对光电子器件提出了更高的要求.基于超高速光传输网络、光以太网及接入网对通信用半导体激光器的性能要求,结合中国光电子器件具体情况,对半导体激光器的性能、研究状态及应用进行了探讨.     

光电器件发展概况和发展动向

本文重点介绍几种主要半导体光电子器件,如平板显示器件、半导体光传感器、LED和光电集成器件的国内外概况和发展动向。     

GaN转移电子器件的性能与基本设计

基于GaN转移电子器件最基本的工作模式--畴渡越时间模式,计算了GaN转移电子器件的理想最高振荡频率,得到该类型微波转移电子器件的最高振荡频率可达4.7THz,接近GaAs转移电子器件最高振荡频率（0.6THz）的8倍. 从理论上计算出GaN转移电子器件的理想最大输出功率,结果表明GaN转移电子器件在功率输出方面具有很大优势. 最后还讨论了GaN转移电子器件在畴渡越时间模式下,能够产生稳定Gunn振荡的两个基本条件,即电子浓度N与器件有源区长度L乘积要大于该器件的设计标准（(NL)0=6.3E12cm-2) 及有源区的掺杂浓度N要小于临界掺杂浓度Ncrit(3.2E17cm-3) . 本工作揭示出GaN转移电子器件在高频率和大功率输出方面都具有重要优势,作为大功率THz微波信号源将具有广阔的应用前景.     

半导体蓝光

叙述了当前以ＧａＮ为代表的第三代半导体材料的崛起。ＧａＮ因其优良的特性而被用于制造蓝色发光二极管和激光二极管,引起了世界蓝光热。它的研究不仅是高技术的前沿课题,而且是具有巨大市场前景的技术经济竞争领域。蓝色发光二极管和激光器在全色动态显示、固体照明光源、交通信号灯、汽车尾灯、光盘信息贮存以及深海通信等领域都有广阔应用前景。     

Blue/green lasers focus on the market

The authors present a review of past, present, and future blue/green laser technologies. They discuss: II-VI semiconductor materials and alternate approaches (including the use of SiC and III-V nitrides, e.g. GaN, AlN); laser diode design; multiple quantum well approaches; contacting to p-ZnSe; and remaining challenges     

基于工业控制计算机的MOCVD控制系统设计

金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术是当前研制和生产先进化合物半导体材料的最主要技术。本文结合GaN材料生长的MOCVD系统研制，给出了MOCVD计算机控制系统，该系统采用工业控制计算机实现了整个系统的控制和管理，取得了满意的研究结果。     

GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性研究

介绍了一种能够全面表征半导体二极管器件的电学特性的方法,此方法结合半导体二极管的正向交流特性和直流特性,称之为正向交流小信号法。利用该方法深入地研究和对比分析了GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性,包括表观电容、串联电阻和理想因子。实验结果表明,对于GaN基和GaAs基半导体激光器,其开始发光的过程同步于其电容由正转变为负的过程。进一步实验结果表明,GaN基半导体激光器比GaAs基半导体激光器具有更大的串联电阻和更大的理想因子。这是由于GaN基激光器的器件工艺不够完善以及外延生长的GaN材料具有很大的位错密度。该研究为提高和改善GaN基激光器的性能提供了必要的依据以及理论指导。     

未掺杂GaN外延膜的结晶特性与蓝带发光关系的研究

采用卢瑟福背散射／沟道技术，X射线双晶衍射技术和光致发光技术对几个以MOCVD技术生长的蓝带发光差异明显的未掺杂GaN外延膜和GaN：Mg外延膜进行了测试。结果表明，未掺杂GaN薄膜中出现的2．9eV左右的蓝带发光与薄膜的结晶品质密切相关。随未掺杂GaN的蓝带强度与带边强度之比增大，GaN的卢瑟福背散射／沟道谱最低产额增大，X射线双晶衍射峰半高宽增大。未掺杂GaN薄膜的蓝带发光与薄膜中的某种本征缺陷有关。研究还表明，未掺杂GaN中出现的蓝带与GaN：Mg外延膜中出现的2．9eV左右的发光峰的发光机理不同。     

微波固态器件与单片微波集成电路技术的新发展

对不同时代的单片微波集成电路(MMIC)的器件工艺发展和应用发展状况进行概况总结,并结合当前的研究与应用热点,重点分析以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)为代表的微波化合物固态器件和基于MMIC的异构异质集成新技术路径,并就今后发展的趋势做出展望.     

Emerging gallium nitride based devices

Wide bandgap GaN has long been sought for its applications to blue and UV emitters and high temperature/high power electronic devices. Recent introduction of commercial blue and blue-green LED's have led to a plethora of activity in all three continents into the heterostructures based on GaN and its alloys with AlN and InN. In this review, the status and future prospects of emerging wide bandgap gallium nitride semiconductor devices are discussed. Recent successes in p-doping of GaN and its alloys with InN and AlN, and in n-doping with much reduced background concentrations have paved the way for the design, fabrication, and characterization of devices such as MESFET's, MISFET's, HBT's, LED's, and optically pumped lasers. We discuss the electrical properties of these devices and their drawbacks followed by future prospects. After a short elucidation of materials characteristics of the nitrides, we explore their electrical transport properties in detail. Recent progress in processing such as formation of low-resistance ohmic contacts and etching is also presented. The promising features of quarternaries and double heterostructures in relation to possible current injection lasers, LED's, and photodetectors are also elaborated on     

蓝光半导体碳化硅──材料、器件和工艺

碳化硅（ＳｉＣ）是目前主要的蓝光半导体材料之一，国际上已初步实现了ＳｉＣ蓝光发光二极管的产业化。目前商品器件工作电压３．０Ｖ，工作电流２０ｍＡ时，发射波长４７０ｎｍ，功率１８μＷ，工作电流５０ｍＡ时，辐射功率可达３６μＷ。最近的实验研究发现，采用ＳｉＣ和氮化镓的合金制成的ＬＥＤ可大幅度提高发光效率，其发射功率的实验室水平已达８５０ｍＷ。文中从ＳｉＣ材料特性、ＳｉＣ发光器件及ＳｉＣ材料、器件工艺等几方面入手，综述了ＳｉＣ作为蓝光半导体材料及其器件和工艺的研究进展。     

宽禁带半导体材料技术

宽禁带半导体材料是一种新型材料,具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高等特点,非常适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成电子器件;利用其特有的禁带宽度,还可以制作蓝光、绿光、紫外光器件和光探测器件,能够适应更为苛刻的生存和工作环境。在宽禁带半导体材料中,具有代表性的是碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、金刚石以及氧化锌(ZnO),综合叙述了这些材料的特性、发展现状和趋势;并介绍了SiC、GaN、ZnO材料的应用情况和代表性器件的研究进展。