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oe1(光电查) - 科学论文

33 条数据
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  • [2018年IEEE国际电子、计算与通信技术会议(CONECCT) - 班加罗尔(2018.3.16-2018.3.17)] 2018年IEEE国际电子、计算与通信技术会议(CONECCT) - 采用高压氧化铝作为栅极介质的AlInN/GaN MIS-HEMTs

    摘要： 本文研究了一种以高压氧化铝为栅极介质的AlInN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。与在同一衬底上制备的参考HEMT器件相比，所制备的MIS-HEMT在反向偏压下栅极漏电流降低了六个数量级以上，在正向偏压下降低了三个数量级以上。由于MIS-HEMT的栅极摆幅得到改善，其最大漏极电流达到了750 mA/mm。与HEMT器件相比，MIS-HEMT器件在亚阈值斜率和ID,ON/ID,OFF比方面也显示出显著提升。

    关键词： 栅极漏电流、MIS-HEMT、高压氧化、AlInN/GaN、HEMT、Al2O3

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Al?O?栅极AlGaN/GaN MOS高电子迁移率晶体管中的电流线性和工作稳定性

    摘要： 为研究金属氧化物半导体（MOS）AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）的电流线性和工作稳定性，我们制备并表征了未经偏置退火和在300°C空气中进行偏置退火的Al2O3栅MOS-HEMTs。与制备态（未退火）MOS HEMTs相比，偏置退火器件即使在正向偏压区也显示出ID-VG曲线的线性改善，从而提高了最大漏极电流。偏置退火后还观察到更低的亚阈值斜率。通过对AlGaN/GaN异质结构上制备的MOS二极管进行精确的电容-电压分析，发现偏置退火有效降低了Al2O3/AlGaN界面的态密度。这使得靠近导带边缘的AlGaN表面电位得到有效调制，从而在正向偏压下也能实现对二维电子气密度的良好栅控。此外，偏置退火MOS HEMT在施加正向偏压应力后表现出较小的阈值电压漂移，即使在高温下也能稳定工作。

    关键词： 电流线性度、界面态、MOS-HEMT、AlGaN/GaN、工作稳定性、偏置退火

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 一种可靠且高效的GaN HEMT小信号参数提取方法

    摘要： 本文提出了一种可靠且高效的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）小信号模型参数提取方法。通过参数扫描法，首先分别从冷夹断和冷无偏置测量条件下提取外接元件的初始值，随后采用迭代优化算法对外接元件进行优化。这种基于外接元件直接提取法的扫描与迭代结合算法可降低近似误差的影响，使确定的小信号参数值更为可靠。为提高效率，该提取流程已在Matlab程序中实现。研究采用包含16个元件的氮化镓HEMT小信号等效电路模型（SSECM），并通过对比两种不同器件尺寸下0.1 GHz至40 GHz频段的仿真小信号S参数与实测数据，验证了新参数提取方法的有效性。

    关键词： 小信号建模、参数提取、氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年第三届厄瓜多尔技术分会会议(ETCM) - 厄瓜多尔昆卡 (2018.10.15-2018.10.19)] 2018年IEEE第三届厄瓜多尔技术分会会议(ETCM) - 功率应用中基于氮化镓器件的可靠性

    摘要： 本文分析了AlGaN/GaN器件中两个重要的可靠性问题：正偏压温度不稳定性（PBTI）和与时间相关的介质击穿（TDDB）。我们先前在MOS-HEMT中进行的PBTI研究总结结果表明，以SiO2作为栅极介质的器件其阈值电压退化特征表现为陷阱速率参数的普遍下降行为，这归因于SiO2及SiO2/GaN界面处的电荷俘获。相反，Al2O3和AlN/Al2O3栅极堆叠中观察到的退化主要归因于预存介质陷阱中的电荷捕获，且界面态产生可忽略不计。此外，插入薄AlN层会影响器件可靠性——与未采用该层的器件相比，观察到更大的陷阱密度、更快的电荷俘获速度、更宽的陷阱能量分布以及更慢的电荷释放过程。基于GaN器件的介质重要性也在具有门控边缘终端（GET）的肖特基势垒二极管（SBD）中得到研究。我们最新的TDDB结果表明：采用双层GET结构并搭配厚钝化层（2GET-THICK）的器件，相比单层GET搭配薄钝化层（1GET-THIN）的器件具有更窄的威布尔分布和更长的失效时间。因此，前者结构更适合高功率高温应用场景。

    关键词： TDDB（经时击穿）、AlGaN/GaN肖特基二极管、陷阱效应、去陷阱效应、可靠性、正偏压温度不稳定性（PBTI）、击穿电压、栅极电子陷阱（GET）、MOS-HEMT（金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于MPA-GSH功能化AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的镉离子检测传感器

    摘要： 该研究展示了一种基于氮化铝镓/氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）的新型镉离子（Cd2?）传感器，其表面修饰了巯基丙酸（MPA）和谷胱甘肽（GSH）。通过检测不同浓度的Cd2?离子，分析了该传感器的响应特性。该AlGaN/GaN HEMT传感器表现出优异的响应性能：灵敏度达0.241微安/十亿分之一（μA/ppb），响应时间快至约3秒，最低检测限低至0.255 ppb。所观测到的最低检测限显著低于世界卫生组织（WHO）规定的饮用水中Cd2?离子推荐限值。此外，该传感器对其他重金属离子展现出良好的Cd2?选择性。结果表明，谷胱甘肽与镉的结合特性以及二维电子气（2DEG）对栅极区域电荷变化的敏感性，使该器件能快速检测Cd2?离子并具有极高灵敏度。

    关键词： MPA、Cd2?离子、AlGaN/GaN HEMT、传感、谷胱甘肽

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 正向栅极应力下p-GaN栅HEMTs双向VTH漂移的载流子输运机制

    摘要： 研究了p-GaN/AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管在正向栅极应力下的阈值电压(VTH)不稳定性。观测到具有6V临界栅压(VG)的独特双向VTH漂移(ΔVTH)。通过电压依赖性、时间分辨和温度依赖性的栅极电流，深入探究了ΔVTH背后的载流子输运机制。根据VG值将栅极电流分解为三个区域的电子与空穴电流：关态(VG<1.2V，即VTH以下)、开态(1.2V<VG<5V)和"栅极注入"区(VG>5V)。关态时电子受热激发向栅极输运；开态和"栅极注入"区则观察到AlGaN势垒中空间电荷限制导电(SCLC)主导的电子俘获现象，该效应导致VG<6V时出现正VTH漂移。同时栅极电流也捕捉到热激发引起的微弱栅极空穴输运，但其对VTH影响可忽略。当VG>6V时，高栅压触发的剧烈空穴注入引发后续AlGaN势垒中的空穴俘获及GaN缓冲层空穴注入。注入空穴增强了栅极区正电荷，使原本正偏移的VTH转为负向漂移。

    关键词： 空穴注入、阈值电压漂移、p-GaN HEMT、电子俘获、载流子输运机制、栅极应力

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2018年IEEE国际电子器件与固态电路会议(EDSSC) - 中国深圳(2018.6.6-2018.6.8)] 2018年IEEE国际电子器件与固态电路会议(EDSSC) - 增强型与耗尽型AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体(MIS)-高电子迁移率晶体管中瞬态阈值电压漂移的表征

    摘要： 采用原子层沉积（ALD）工艺以Al?O?作为栅介质，分别制备了增强型和耗尽型AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。针对AlGaN/GaN MIS-HEMT中普遍存在的阈值电压迟滞问题，通过直流I-V测试和快速瞬态频率相关C-V测量对阈值电压偏移量ΔVth进行表征，从而系统研究其内在机理。实验结果表明：尽管静态和CV测试中ΔVth值较低（0.42V），但在瞬态I-V测试中当VG,max=5V时ΔVth可高达1.0V，这对AlGaN/GaN MIS-HEMT用于高压开关应用具有重要影响。此外，多频C-V测试显示主要ΔVth与频率无关，但第二阶段电压偏移（ΔV2）呈现明显频率依赖性。这些结果暗示：慢速（深能级）Al?O?界面陷阱可能是导致ΔV1迟滞的机理，而快速（浅能级）界面陷阱则对应ΔV2现象。

    关键词： AlGaN/GaN MIS-HEMT、Al2O3/III-N界面陷阱（快态与慢态）及阈值电压迟滞效应。

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • p栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的栅极导通机制与寿命建模

    摘要： 通过温度相关的直流栅极电流测量，研究了p型氮化镓(GaN)/AlGaN/GaN增强型晶体管中的栅极导通机制。针对不同栅压区域分别建立物理模型并与实验对比：负栅偏压时，钝化介质内发生栅极到源极的泊松-弗伦克尔发射(PFE)；正栅偏压时，p-GaN/AlGaN/GaN"p-i-n"二极管处于正向工作模式，栅极电流受肖特基接触处空穴供给限制；低栅压下电流由位错线中肖特基势垒降低导致的热电子发射主导；提高栅压和温度会引发相同势垒的热辅助隧穿(TAT)。改进的栅极工艺降低了正栅压区栅极电流并消除了TAT起始现象，但在高正栅压下观察到源自金属/p-GaN界面PFE的电流急剧上升?；谔崛〉牡纪ɑ乒菇司返氖倜Ｐ停捎眯滦驼ぜひ罩票傅钠骷趖1%=10年条件下最大栅压达7.2V。

    关键词： 时间依赖性击穿（TDB）、p型氮化镓栅极、高电子迁移率晶体管（HEMT）、增强模式、氮化镓（GaN）、导电机制

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 4H-SiC衬底小倾角对AlGaN/GaN异质结构外延生长及微观结构的影响

    摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在晶向"轴向"和2°偏轴的(0001)面4H-SiC衬底上生长了AlGaN/GaN异质结构。通过透射电子显微镜进行结构表征发现：轴向生长时位错密度较高，但在GaN层中逐渐降低并在下层形成位错环；偏轴情况下沿[11?00]方向排列的台阶会导致缺陷同步形成。轴向生长时几乎观察不到台阶存在，缺陷主要源自未完全融合的小尺寸AlN晶粒间晶界取向失配。AlN成核层中出现V形缺陷结构，偏轴情况下更为频繁（可能受台阶影响加剧）。这些V形结构在后续GaN沉积过程中被完全覆盖，在缺陷壁面呈现AlGaN区域表明层间发生了互扩散。轴向生长异质结构表面观察到V形缺陷，其中松弛GaN上的AlN间隔层与AlGaN（21%铝组分）厚度超过了临界松弛厚度；而偏轴情况未出现V形松弛（可能因AlGaN厚度较小<21%铝组分）。异质结构间生长的AlN间隔层具有均匀厚度和清晰界面。

    关键词： 透射电子显微镜（TEM）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、碳化硅衬底（SiC substrate）、异质结构（Heterostructure）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • GaN栅极注入晶体管（GIT）的紧凑模型与TCAD仿真

    摘要： 宽带隙（WBG）半导体器件是电力应用领域一项颇具前景的新兴技术，近期正逐步获得商业认可。氮化镓（GaN）凭借高带隙、高迁移率、高饱和速度及高击穿电压等优势，成为最具竞争力的候选材料之一。在电力电子应用中，增强型GaN器件比耗尽型器件更具优势，但直至近年才实现商业化。本研究采用的增强型器件为GaN栅极注入晶体管（GIT），通过增设p型掺杂栅极实现常关特性。本文基于物理紧凑模型和TCAD（技术计算机辅助设计）数值模拟，展示了GaN-GIT器件的电流-电压（I-V）特性，并预测建模了该器件的工作行为。研究同时对比了适用于kHz至MHz频段低频电力电子应用的紧凑模型与TCAD仿真结果。

    关键词： GIT（门极隔离晶体管）、GaN（氮化镓）、WBG（宽禁带半导体）、TCAD（技术计算机辅助设计）、HEMT（高电子迁移率晶体管）

    更新于2025-09-23 15:21:01