掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响．样品分为两类：一类只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构．对于只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大．这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的．而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度．相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论．     

基于表面势的GaN HEMT 集约内核模型

从器件表面势机理出发,考虑载流子浓度升高时费米势的变化,首次在二维泊松方程中引入新的费米势近似式,重构表面势源头方程,提出了一种直接基于表面势建立氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件模型的方法,建立了包括积累区和过渡区的物理基集约内核模型。表面势引入模型突破了现有的建模技术,给集约模型的建立提供可信的内核模型方程和理论基础。模型采用解析近似求解获得表面势,Pao-Sah模型验证可行性,I-V、C-V特性曲线与TCAD软件仿真的结果有很好的拟合,能准确描述各种偏置条件下GaN HEMT的电流、电荷特性。     

一种高效率E-1 / F 类GaN HEMT 射频功率放大器

使用GaN HEMT 功率器件,设计了一款5G 低频段的高效率E-1 / F 类射频功率放大器。为降低晶体管寄生参数及高次谐波对逆E 类(E-1 )功放开关特性和输出性能的不良影响,将具有寄生参数补偿的逆F 类(F-1 )谐波控制网络引入逆E 类功放输出匹配电路中,实现了对二次谐波和三次谐波分别进行开路和短路处理,从而获得逆E 类功放要求的良好开关特性。同时,得益于逆F 类功放优良的谐波控制效果,改善了功放漏极电压和电流波形,大大降低其漏极峰值电压和电流,进而提升了功放的输出性能。实测结果表明,该功放在3. 3 ~ 3. 6 GHz 的300MHz 有效工作带宽内的功率附加效率为59. 1% ~ 71. 4%,最大漏极效率高达75. 6%,输出功率在40. 2 ~ 41. 5dBm之间,增益平坦度在依1dB 以内。最后利用20 MHz 带宽的单载波LTE 信号作为测试信号,基于广义记忆多项式数字预失真器对该功放进行线性化后,功放输出的邻信道功率比改善了近15 dB。     

一种GaN半桥驱动器电平移位电路设计

GaN半桥输出点电压在死区时间为负值,给GaN功率器件栅极驱动电路信号通信带来了挑战.通过研究驱动器电平移位锁存电路工作状态与半桥功率级输出节点电压跳变、死区时间负压之间的相互影响,设计了一种新型的零静态功耗电平移位电路及其误触发消除电路.电路采用100 V BCD 0.18μm工艺设计,在输入电压100V、开关频率5...     

基于蓝宝石纳米图形衬底上氮化镓生长的研究

利用两步生长法在蓝宝石纳米图形衬底（NPSS）上生长得到高质量的氮化镓薄膜。通过XRD和SEM对薄膜质量的表征和研究发现,为得到高质量的氮化镓（GaN）薄膜,在NPSS上生长时得到的最优缓冲层厚度为15nm,而在微米级尺寸的图形衬底（MPSS）上得到的最优缓冲层厚度远大于15nm。同时,在NPSS上生长氮化镓薄膜的过程中观察到一个有趣的现象,即GaN在NPSS上生长的初始阶段,氮化镓晶粒主要在图形之间的平面区域生长,极少量的GaN在衬底图形的侧面上聚集生长。这一有趣的现象明显不同于GaN在MPSS上的生长过程。接着,又在NPSS上生长了GaN基LED结构,并对其光电性能进行了研究。     

引入GaN过渡层对Si（111）衬底上生长GaN外延的影响

本文研究了在Si(111)衬底上生长GaN外延层的方法。相比于直接在AlN缓冲层上生长GaN外延层,引入GaN过渡层显著地提高了外延层的晶体质量并降低了外延层的裂纹密度。使用X射线双晶衍射仪、光学显微镜以及在位监测曲线分析了GaN过渡层对外延层的晶体质量以及裂纹密度的影响。实验发现,直接在AlN缓冲层上生长外延层,晶体质量较差, X射线(0002)面半高宽最优值为0.686°,引入GaN过渡层后,通过调整生长条件,控制岛的长大与合并的过程,从而控制三维生长到二维生长过渡的过程,外延层的晶体质量明显提高, (0002)面半高宽降低为0.206°,并且裂纹明显减少。研究结果证明,通过生长合适厚度的GaN过渡层,可以得到高质量、无裂纹的GaN外延层。     

AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管解析模型

基于电荷控制理论,考虑到极化效应和寄生漏源电阻的影响,建立了能精确模拟AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管直流I-V特性和小信号参数的解析模型.计算表明,自发极化和压电极化的综合作用对器件特性影响尤为显著,2V栅压下,栅长为1μm的Al_0.2Ga_0.8N/GaN HEMT获得的最大漏电流为1370mA/mm;降低寄生源漏电阻可以获得更高的饱和电流、跨导和截至频率.模拟结果同已有的测试结果较为吻合,该模型具有物理概念明确且算法简单的优点,适于微波器件结构和电路设计.     

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.     

Synthesis of GaPO4-GaN Coaxial Nanowires

GaPO₄-GaN coaxial nanowires were synthesized by two-step chemical vapor deposition method using H₂ and NH₃ as reactant gas in turn at 950°C. The morphology and microstructures of the GaPO4-GaN coaxial nanowires were studied by scanning elctron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission lectron microscopy (TEM). The nanowires have an average diameter of ~15 nm and length of hundreds of anometers. The core is GaPO₄ crystal and the outer shell is GaN crystal. The formation mechanism was iscussed and the key factors controlling the growth are temperature and the concentration of reactant gases. hese coaxial nanowires may have potential application for piezoluminescence nano-devices, and the two-step ynthetic technique could be used to grow rationally other 1D GaN-based nanowire heterostructures.     

Enhanced light emission of nano-patterned GaN via block copolymer thin films

We demonstrate that the nanoscopic block copolymer patterns on GaN can enhance light extraction efficiency of GaN-based light emitting diodes. Nanoporous patterns were fabricated on a bare GaN substrate via self-assembly of poly(styrene-b-methyl methacrylate) block copolymers from which PMMA microdomains were selectively removed later on. A bare GaN surface was treated with a photo-crosslinkable thin layer of poly(styrene-r-methyl methacrylate) random copolymers to tune the cylindrical microdomain orientations. The nanoporous block copolymer thin film was controlled to be thicker than its typical repeat period in bulk by incorporating PMMA homopolymer into block copolymer. Consequently, the light extraction efficiency in photoluminescence spectra could be tuned with the thickness of nanopatterned thin film on GaN. This paper is dedicated to Professor Chul Soo Lee on the occasion of his retirement from Korea University.