L波段350W AlGaN/GaN HEMT器件研制

基于高纯半绝缘碳化硅衬底,采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺生长了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料.室温下霍尔测试结果表明,外延层二维电子气迁移率为1 950cm2/ (V·s),方块电阻为350 Ω,电阻均匀性为3％.通过优化工艺降低了欧姆接触电阻,提高了器件工作效率.采用源场板结合栅场板的双场板技术和增大源漏间距,提高了器件击穿电压.优化了背面减薄和背面通孔技术,提高了器件散热能力.采用阻抗匹配技术提升了芯片阻抗.最终采用预匹配技术和金属陶瓷封装技术成功制作50 mm栅宽的AlGaN/GaNHEMT器件.直流测试结果表明,器件击穿电压高达175 V.微波测试结果表明,在50 V工作电压、1.3 GHz下,器件输出功率达350 W,功率附加效率达81％,功率增益大于13 dB.     

Au掺杂碲镉汞气相外延生长及电学性能

采用气相外延技术生长Au掺杂的Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜材料,利用范德堡法对薄膜材料进行电学性能表征.通过变温霍尔测量,分析了常规Au掺杂p型薄膜的霍尔系数和霍尔迁移率随温度的变化,利用二次离子质谱(SIMS)分析薄膜中Au的纵向分布趋势.讨论了三种反常p型薄膜的霍尔系数和霍尔迁移率随温度的变化.通过变磁场霍尔测量,分析了具有反型层Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜的迁移率谱,证实了由于表面电子、体电子以及体空穴混合导电造成的反常霍尔性能.     

局域在浅施主能级上的电子输运行为研究

在0.3～4.2K的温度范围,测量了5块n-Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.17～0.22)样品在强磁场下的横向磁阻和霍尔电阻.在4.2K以下,随温度降低,霍尔电阻与磁场的关系改变了原来的经典行为,在磁场0.4T附近逐渐出现了一个类似二维系统的霍尔平台,平台正对应SdH振荡的极小值.观察到霍尔系数振荡和SdH振荡有一个90°的相位差,且SdH振荡呈现反常的温度效应,与量子霍尔效应中的弱耗散性电流很相似.用类氢施主和无序引起的局域能级上存在准迁移率边的模型能很好地解释实验结果.     

背面Ar~+轰击对n-MOSFET低频噪声的影响

研究了低能量背面Ar+轰击对n沟MOSFET低频噪声的影响 .用低能量 ( 5 5 0eV)的氩离子束轰击n沟MOSFET芯片的背面 ,能改善其饱和区和线性区的低频噪声频谱密度 .饱和区低频噪声的减小可用载流子迁移率模型解释 ,而线性区低频噪声的减小可用载流子数模型解释 ;其变化的原因可能与氩离子束背面轰击后反型层电子的有效迁移率、二氧化硅中的固定电荷密度以及硅 二氧化硅界面的界面态密度的变化有关.     

背面Ar+轰击对n-MOSFET低频噪声的影响

研究了低能量背面Ar+轰击对n沟MOSFET低频噪声的影响.用低能量(550eV) 的氩离子束轰击n沟MOSFET芯片的背面,能改善其饱和区和线性区的低频噪声频谱密度.饱和区低频噪声的减小可用载流子迁移率模型解释,而线性区低频噪声的减小可用载流子数模型解释;其变化的原因可能与氩离子束背面轰击后反型层电子的有效迁移率、二氧化硅中的固定电荷密度以及硅-二氧化硅界面的界面态密度的变化有关.     

非均匀掺杂层的载流子平均迁移率及其应用

本文建立了非均匀次掺杂层载流子平均迁移率与平均电导的普遍关系。在假定全离化(γ=1)的条件下,推导出了任何半导体中余误差和高斯分布下次掺杂层载流子平均迁移率与掺杂层参数之间的关系式,并利用Irvin曲线,具体计算了硅扩散层的平均迁移率与表面浓度的关系曲线,讨论和分析了用平均迁移率表示次扩散层的方块电阻的公式。分析发现,当(C_S/C_B)>10时,余误差和高斯分布下全扩散层的载流子平均迁移率只与表面浓度有关,并可用一近似公式表示,即完成了直接由方块电阻的测量值确定表面浓度的曲线。考虑到扩散层的不均匀性,推导出了用平均迁移率表示的集成电路挤压电阻器和晶体管基极电阻的设计公式。     

基于石墨烯的电控可调微波吸收器件

电控可调微波吸收器件在微波工程领域有着广泛的应用前景。本文采用石墨烯/离子液体/石墨烯的三明治夹层结构代替传统Salisbury屏的电阻层,利用石墨烯表面电荷浓度可调的性质,通过外加电压对三明治结构的输入阻抗动态调控,进而实现对微波吸收的动态调控。通过数值仿真研究了反射率随方块电阻的变化特性,并测试了不同电压下的反射率变化规律。结果表明,电压从0 V变化到2 V过程中,电压为0.6 V时,反射率最小为-42.09 dB,阻抗匹配程度最佳。最后,建立了该模型的等效电路,理论计算了谐振频率处反射率与方块电阻之间的关系,揭示了影响调控性能的因素。     

薄片样品霍尔迁移率的无接触测试和计算

设计了一种微波介质波导探头用于无接触测量半导体薄片样品的霍尔迁移率。它具有体积小、被测薄片样品大小不受限制等优点。在直流磁场变化时,无接触测试了一组n型硅薄片样品的横向磁阻,讨论了磁阻的计算方法及考虑样品的晶向后,由磁阻计算霍尔迁移率的方法,实验测试及计算结果是较为满意的。     

HgCdTe多载流子体系的定量迁移率谱分析

本文利用定量迁移率谱分析技术，通过研究样品霍尔系数和电阻率对磁场强度的依赖关系，获得了样品中参与导电的电子和空穴的浓度和迁移率，结果表明了定量迁移率谱分析方法具有很高的准确性和可靠性，并且它对样品中少子的贡献非常敏感．该方法可以成为一种分析半导体材料和器件的电学特性常规的测试手段     

用于制作场效应晶体管的砷化镓的电解腐蚀及电子迁移率

本文介绍了n型砷化镓的电解腐蚀技术,此工艺用来制作场效应晶体管管芯片,可把较厚的并且不均匀的材料腐蚀成均匀的外延薄层。用这种方法制备的薄外延层样品的霍耳效应测量表明,对于减薄到2100埃厚的外延层,其迁移率与砷化镓材料体迁移率的理论值相同。对复盖有阳极氧化物的外延层进行霍耳效应测量表明,氧化层界面俘获的电荷密度是3.9×10~(11)电子/厘米~2,比外延层生长后的表面电荷密度值大。