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采用高速旋转单晶圆MOCVD设备生长InAlN势垒HEMTs的均匀性与重复性
摘要： 我们采用最新研发的高速晶圆旋转单晶圆MOCVD设备，在8英寸或6英寸硅衬底上制备了以InAlN为势垒层的高电子迁移率晶体管结构。有研究报道指出，InAlN层中的镓杂质在某些情况下会导致III族金属组分控制出现严重问题，但使用该设备生长的样品呈现出界面陡峭且几乎不含镓杂质的InAlN层。同时报道显示该设备制备的器件结构具有优异的晶圆内均匀性、重复性以及晶圆间均匀性。本文结果表明该设备在实际器件生产中具有卓越性能。
关键词： A3. 金属有机化学气相沉积，B1. 氮化物，B2. 半导体III-V族材料，B3. 高电子迁移率晶体管
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用扫描光电流显微镜研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中的电子能带排列
摘要： 采用紫外和可见光源的扫描光电流显微镜（SPCM）研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件的能带排列。随着栅极偏压增大，导电沟道上的SPCM极性呈现出从p型响应到n型响应的转变行为。高于直流开启电压的平带电压表明，已形成用于电子传输的欧姆金属接触。我们测得导带与金属费米能级之间的能带偏移量，其平均值为2.1电子伏特。
关键词： SPCM、氮化镓、二维电子气、高电子迁移率晶体管
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE国际电力电子与应用会议暨展览会(PEAC) - 中国深圳 (2018.11.4-2018.11.7)] 2018 IEEE国际电力电子与应用会议暨展览会(PEAC) - AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中温度依赖性电学行为与陷阱效应研究
摘要： 研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）在25°C至125°C温度范围内的温度依赖性电学行为及陷阱效应。实验结果表明：在直流和脉冲条件下，随着温度升高，转移曲线负向偏移且跨导退化，同时栅极漏电流显著增大。此外，在高温及静态偏置状态下，脉冲转移曲线的偏移变化更为明显。该机制可归因于高温下电子辅助隧穿能力的增强以及被俘获电子更易从陷阱中逸出?；诓煌露认碌牡推翟肷际踔な盗苏庑┫葳宓拇嬖?，测得当前器件的激活能为0.521eV。上述结果可为AlGaN/GaN HEMT的设计与应用提供有益指导。
关键词： 陷阱效应、氮化镓、高电子迁移率晶体管、低频噪声、温度
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用石墨烯的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管热分析
摘要： 采用Silvaco软件和有限元法研究了含石墨烯的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)的热特性。实施了两种热管理方案：首先将石墨烯作为SiC衬底与GaN缓冲层之间的散热材料以降低器件热边界电阻；同时将石墨烯用作源极接触顶部的热扩散材料以减小器件热阻。热分析结果表明，在13.86 W/mm功率密度下工作的含石墨烯器件温升降低了46.5%。采用石墨烯的GaN HEMTs热阻为6.8 K/W，显著低于无石墨烯器件的18.5 K/W。这些热管理方案有助于将大规模石墨烯集成到实际器件中，实现AlGaN/GaN HEMT的有效散热。
关键词： 氮化铝镓/氮化镓，热管理，高电子迁移率晶体管（HEMTs），石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE国际未来电子器件会议（IMFEDK）- 日本京都（2018.6.21-2018.6.22）] 2018年IEEE关西国际未来电子器件会议（IMFEDK）- 栅漏极接入区采用p-GaN层的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中电流崩塌现象的抑制
摘要： 为了降低电流崩塌效应，我们研究了一种特殊的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构，在栅极-漏极接入区设置了隔离的p-GaN层。与传统HEMT相比，增加隔离p-GaN层使电流崩塌现象显著抑制了98%。研究还发现，当p-GaN区域更靠近栅极时，电流崩塌的抑制效果更为显著。
关键词： 电流崩塌，高电子迁移率晶体管，AlGaN/GaN，p-GaN层
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年英国模拟与建模学会第20届计算机建模与仿真国际会议(UKSim) - 英国剑桥(2018.3.27-2018.3.29)] 2018年英国模拟与建模学会第20届计算机建模与仿真国际会议(UKSim) - 面向物联网应用的纳米级InAlAs/InGaAs HEMT光学行为仿真
摘要： 本文对高电子迁移率晶体管（HEMTs）在光照条件下的光生效应进行了全面分析。研究聚焦于光生载流子对器件性能的影响，尤其侧重于仿真与建模层面。该研究采用基于解释器的仿真方法，精确模拟了光生过程及其对HEMTs电学特性的影响。结果表明光照条件下器件行为发生显著变化，凸显了在HEMT基光电器件设计与优化中考虑光学效应的重要性。这些发现为理解HEMTs的光响应特性提供了重要见解，并推动了光电器件仿真技术的进步。
关键词： 仿真、光生载流子、解释器、高电子迁移率晶体管、光学照明
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过抑制残余界面电荷改善再生长AlGaN/GaN MOSFET的电学特性
摘要： 本文研究了通过选择性区域再生长工艺制备的凹槽栅MOSFET中，再生长界面对于AlGaN/GaN异质结构电学特性的影响。当二维电子气（2DEG）靠近再生长界面时，再生长AlGaN/GaN结构上2DEG的电子迁移率出现下降。该再生长界面存在高载流子浓度和硅杂质，导致2DEG电子迁移率退化。通过在再生长前进行紫外（UV）处理，消除了再生长界面的非故意载流子产生。随后采用该UV处理工艺制备了再生长AlGaN/GaN MOSFET器件，该器件展现出良好的性能表现，如无迟滞或漏电的常关态工作特性。由此通过抑制再生长界面电荷，实现了AlGaN/GaN MOSFET电学特性的提升。
关键词： B2. 半导体镓化合物 B3. 高电子迁移率晶体管 A1. 界面 A3. 金属有机化学气相沉积 B1. 氮化物
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过金属有机气相外延法（MOVPE）在标称(001)晶向硅衬底上直接生长的InAs/GaSb薄层，用于制备InAs FINFET
摘要： 我们展示了为纳米电子应用而制备的密集排列InAs鳍片网络。高晶体质量的GaSb/InAs层直接生长在标称300毫米(001)晶向硅衬底上。随后通过基于嵌段共聚物的光刻掩模进行蚀刻加工，获得宽度小于20纳米的InAs鳍片。该嵌段共聚物经过优化可自组装成周期为30纳米的层状结构，并借助中性层实现垂直于衬底的定向排列。STEM-HAADF表征显示InAs鳍片具有垂直侧壁，最小宽度可达15纳米且间距近10纳米。初步电学测试表明电流能通过相互连接的鳍片流动。
关键词： B3 高电子迁移率晶体管，B3 场效应晶体管，A3 有机金属气相外延，A1 刻蚀，B2 半导体III-V族材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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GaN HEMT横向尺寸缩放下自热效应的评估
摘要： 通过基于元胞蒙特卡罗粒子器件模拟器，研究了硅基GaN高电子迁移率晶体管中自热机制的影响。该框架通过声子能量平衡方程纳入热效应，实现电荷与热输运的自洽耦合。首先建立实验器件的先进电热模型并校准至直流特性测量值，由于捕捉了改变电荷输运的散射过程温度依赖性，模型在整个IDS(VGS?VDS)空间呈现精确描述。随后利用该模型评估横向尺寸缩减（即减小源漏栅间距LSG和栅漏间距LGD）的影响，通过获取声学/光学声子模式的详细温度分布图以及电场与载流子速度分布曲线进行研究。研究发现沟道热点位置并非如既往方法预测的处于电场峰值处，而是向漏极偏移达32纳米。此外研究表明：虽然尺寸缩减器件具有更优的直流和小信号交流性能，但在耗散相同直流功率时，其沟道温度较原始非缩减器件升高高达15%，且全器件温度分布与缩减版图呈现强相关性。
关键词： 可靠性、高电子迁移率晶体管（HEMTs）、蒙特卡罗方法、自热效应、尺寸缩放、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种用于表征GaN HEMT中陷阱的电压瞬态方法
摘要： 氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）中的陷阱效应仍限制其性能表现。电流瞬态法在表征器件陷阱方面具有优势，但在高精度测量要求下，电压漂移可能导致误差。本文提出一种利用电压瞬态测量来表征GaN HEMTs中陷阱的方法，该方法在简便性和有效性方面展现出优势——特别是通过优化测量电路避免了前述问题?；诖朔椒?，我们分别确定了器件中AlGaN势垒层和GaN缓冲层陷阱的时间常数与能级，并通过多温度测量验证了其俘获/释放机制。同时发现退化速率与沟道电流呈经典指数依赖关系。
关键词： 陷阱效应、氮化镓、电压瞬态、高电子迁移率晶体管（HEMTs）
更新于2025-09-23 15:22:29