【摘 要】
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基于AlGaN/GaN异质结构材料,制备了击穿电压为1050V,特征通态电阻为4.0 mncm2的电力电子器件。研究了不同场板长度对器件电学性能的影响,发现场板长度对器件的直流特性和特征通态电阻影响较小,对器件的击穿电压影响较大。通过优化场板长度,获得了击穿电压为l050V的电力电子器件,此时器件的特征通态电阻为4.0 mΩ。cm2,是相同击穿电压SiMOSFET的电阻的二十分之一。本文结果证明了
【机 构】
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中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室,北京 100083 Key Lab of Semicon
【出 处】
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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议
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基于AlGaN/GaN异质结构材料,制备了击穿电压为1050V,特征通态电阻为4.0 mncm2的电力电子器件。研究了不同场板长度对器件电学性能的影响,发现场板长度对器件的直流特性和特征通态电阻影响较小,对器件的击穿电压影响较大。通过优化场板长度,获得了击穿电压为l050V的电力电子器件,此时器件的特征通态电阻为4.0 mΩ。cm2,是相同击穿电压SiMOSFET的电阻的二十分之一。本文结果证明了场板在提高器件击穿电压上有重要作用,也证明了AlGaN/GaN HEMT在功率电子应用领域必将成为最有潜力的电力电子器件之一。
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本文主要利用模拟软件对AlGaN/GaN异质结构中二维电子气(2DEG)形成过程中施主表面态的影响进行研究,主要分析施主表面态电离过程及表面态能级位置、表面态密度的影响。模拟显示施主表面态为2DEG中电子来源,A1GaN厚度、施主表面态能级位置、施主表面态密度的改变影响AlGaN能带结构及2DEG密度。
通过对器件在Vds=OV条件下进行阶跃电应力测试,研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)在负棚压偏置条件下的退化机制。测试结果显示,当超过某一临界应力电压时,AlGaN/GaN HEMTs特性开始显著退化。该实验结果与逆压电极化效应引起晶格缺陷形成,从而导致器件特性退化的理论相符合。阶跃电应力测试结束后,对退化的器件进行特性表征,并将测试结果与器件施加应力之前的特性进行对比。分析表
传统的GaN基蓝光激光器上波导层在p-AlGaN电子阻挡层和p-AlGaN光学限制层之间,导致激光器中的应力较大,腔面出现分层现象,激光器的阈值电流密度较高。本文提出改变上波导层和p-AlGaN电子阻挡层的相对位置,有效地增大了激光器的量子阱限制因子,减小了激光器的吸收损耗和应力,得到了“原子级光洁”的激光器腔面。通过数值计算的方法优化了GaN基蓝光激光器中lnGaN波导层的厚度和In组分。在此基
本文通过Silvaco软件,仿真分析了栅结构参数的变化对AlGaN/GaN HEMT的性能影响,并优化栅结构得到适合Ka波段的高性能器件。优化得到fr为48GHz,fmax为13IGHz,35GHz增益为12.4dB。从而得到Ka波段高性能功率器件的结构尺寸,栅长为250nm,栅源间距为0.6μm,漏侧栅帽为0.3μn,源侧栅帽为0.2μm。
本文利用脉冲沉积MOCVD方法分别在planar和pss蓝宝石衬底上制备出了lnGaN多量子阱太阳电池,并测试了器件的IV特性。结果表明,pss衬底上制备的电池性能明显优于planar衬底,其转换效率达到了0.64％,开路电压和短路电流分别为2.25V和0.5840 mA/cm2。
功率放大器是无线通讯收发系统中最消耗功率的器件之一,设计一款高效率的功率放大器对于提高无线收发系统的效率具有重要意义。根据本实验室的AlGaN/GaN HEMI器件的测量结果,利用Agilent lCCAP软件对器件进行了小信号和大信号的提参和建模,并根据建立的模型利用Agilent ADS仿真软件设计了一款基于AlGaN/GaN HEMT器件的逆F类功率放大器。设计过程中,提出了在输入端加入一种
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在GaN自支撑衬底上同质外延生长了GaN薄膜,得到高质量的GaN外延薄膜。X射线衍射(XRD)结果显示其(002)面摇摆曲线半高宽小于100弧秒,原子力显微镜(AFM)照片上能看到连续的二维台阶流形貌,其表面租糙度小于0.5nm,其位错密度低于l06cm-3。
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