刘艳GaNMOSFET器件研究
《AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性一、引言随着半导体技术的不断发展，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）已成为射频和微波电路的重要元件。
在HEMT器件中，电子迁移率以及电流-电压（I-V）输出特性是评估其性能的关键参数。
本文将重点研究AlGaN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）的电子迁移率及其I-V输出特性，以期为相关研究与应用提供理论支持。
二、AlGaN/GaN MIS-HEMT结构与工作原理AlGaN/GaN MIS-HEMT是一种利用二维电子气（2DEG）工作的晶体管，其结构主要由AlGaN/GaN层、栅极绝缘层以及源漏电极等部分组成。
在电场作用下，AlGaN/GaN界面处产生2DEG，从而形成导电通道，实现电流的传输。
三、电子迁移率的研究电子迁移率是衡量半导体材料中电子运动能力的重要参数，直接影响着器件的导电性能。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，电子迁移率受到材料质量、界面态密度、温度等多种因素的影响。
首先，材料质量对电子迁移率的影响至关重要。
高质量的AlGaN/GaN材料具有较低的缺陷密度和较高的载流子浓度，从而使得电子迁移率得以提高。
其次，界面态密度也会对电子迁移率产生影响。
界面处存在过多的陷阱态会散射电子，降低其迁移率。
此外，温度也是影响电子迁移率的重要因素。
随着温度的升高，电子的热运动加剧，使得迁移率降低。
四、I-V输出特性的研究I-V输出特性是描述器件电流与电压关系的曲线，反映了器件的导电性能和稳定性。
在AlGaN/GaN MIS-HEMT中，I-V输出特性受到栅极电压、源漏电压以及器件结构等因素的影响。
首先，栅极电压对I-V输出特性具有显著影响。
当栅极电压增大时，2DEG的密度增加，导致电流增大。
其次，源漏电压的变化也会引起I-V特性的变化。
增强型GaN器件动态导通电阻测试及应用方法优化研究
增强型GaN器件动态导通电阻测试及应用方法优化探究关键词：增强型GaN器件，动态导通电阻，测试方法，应用优化一、引言随着电子设备的进步，对高速、高功率、高可靠性电子器件的需求不息增长。
而宽禁带半导体材料GaN因其优异的性能，在高功率、高频率电子器件领域得到了广泛应用，特殊是在LED 灯、高亮度照明、高效率的太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。
增强型GaN器件是一种新型的GaNs材料制成的电子器件，具有更高的电压抗击穿特性、更低的导通电阻、更高的开关速度和更高的热功率密度。
因此，增强型GaN器件在实际应用中的性能和可靠性问题成为了探究的热点。
动态导通电阻是增强型GaN器件的一个重要参数。
正确测量动态导通电阻是评判增强型GaN器件性能和可靠性的关键。
然而，由于增强型GaN器件的工作特性和测试方法的限制，传统测试方法难以有效地测量这一参数。
本文旨在探究增强型GaN器件动态导通电阻测试及应用方法优化，以提高测试可靠性和准确性，为增强型GaN器件的应用和探究提供重要的参考。
本文主要内容包括：增强型GaN器件的工作原理和特点分析、动态导通电阻测量方法的探究、新的测试方法的设计和试验验证、应用方法优化及测试结果分析等。
二、增强型GaN器件的工作原理和特点分析增强型GaN器件是一种新型的GaNs材料制成的电子器件，相比平凡GaN器件，具有更高的电压抗击穿特性、更低的导通电阻、更高的开关速度和更高的热功率密度。
因此，在高功率、高频率电子器件领域具有广泛的应用前景。
增强型GaN器件的工作原理同平凡GaN器件基本相同，但由于材料不同，增强型GaN器件的性能也不同。
增强型GaN器件的主要特点包括以下几个方面：1、更高的电压抗击穿特性增强型GaN器件具有更高的电压抗击穿特性，可以承受更高的电压。
这是由于增强型GaN器件接受了新型的材料，使器件的结构设计更加合理，提高了器件的电压抗击穿特性。
2、更低的导通电阻增强型GaN器件具有更低的导通电阻，这使得器件可以承受更高的电流，从而提高了器件的功率密度和工作效率。
第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展
第3代半导体材料GaN基微波功率器件研究和应用进展作者：王丽王翠梅来源：《新材料产业》 2014年第3期文/ 王丽1 王翠梅21. 总装科技信息研究中心2. 中国科学院半导体研究所微波功率器件是指工作频段在300M～300GHz这个微波波段内的电子器件，主要用以实现微波功率的发射和放大、控制和接收等功能，是现代相控阵雷达、移动通讯基站等的核心部件。
目前微波功率器件的主流产品主要基于第1代半导体材料硅（Si）、锗（Ge）和第2代半导体材料砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）。
20世纪90年代，基于第3代宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）的高频、大功率微波器件开始引起人们的关注，并在近十几年快速发展，尤其是基于GaN材料的高电子迁移率晶体管（HEMT）器件和电路，已经开始在某些领域取代GaAs器件。
与第1代和第2代半导体材料相比，以GaN为代表的第3代宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和漂移速度大、热导率高、抗辐射能力强等突出特点[1-3]，特别适合于制作高频、高压、高效、大功率微波器件，在军用和民用领域都具有广阔市场前景。
一、GaN基微波功率器件的应用前景分析目前，国际上的GaN基微波功率器件，主要基于AlGaN/GaN异质结构，这种异质结构具有很大的能带偏移和很强的极化效应，诱导AlGaN/GaN异质界面形成数量级高达1013/cm2的二维电子气（2DEG）[4,5]，如此高的二维电子气面密度，再加上如前所述的GaN材料体系的宽带隙、高饱和电子漂移速度、高击穿电场等优异性能，使得GaN基材料成为发展高频、高温、高效、宽带、大功率电子器件的最理想的半导体材料。
图1给出了GaN基HEMT器件与其他几种半导体器件性能的比较[6]，可以看出，在频率和功率的综合性能方面，GaN基HEMT器件要远远优于其他几种半导体器件。
图2给出了GaN基微波功率器件的主要应用领域[7]，可以看出，在无线通讯、雷达、智能车辆等领域，GaN基微波功率器件的应用前景都非常广阔，下文对GaN基微波功率器件在无线通讯和相控阵雷达2个方面的应用进行分析。
《AlGaN-GaNMOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》范文
《AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》篇一AlGaN-GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中的电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性的研究一、引言AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor，简称HEMT）作为一种重要的半导体器件，广泛应用于高频、高功率和射频等领域。
其中，电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性是评价HEMT性能的重要指标。
本文将就AlGaN/GaN MOS （Metal-Insulator-Semiconductor HEMT）结构中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性的相关研究进行详细阐述。
二、AlGaN/GaN MOS HEMT结构及工作原理AlGaN/GaN MOS HEMT是一种利用AlGaN/GaN异质结界面处二维电子气（2DEG）的半导体器件。
其基本结构包括n型GaN沟道层、AlGaN势垒层以及位于AlGaN层上的绝缘层和金属栅极。
在工作过程中，通过栅极电压的控制，实现2DEG的开启与关闭，从而控制电流的传输。
三、电子迁移率的研究电子迁移率是衡量半导体材料中电子运动能力的物理量，对于HEMT器件的性能具有重要影响。
在AlGaN/GaN MOS HEMT中，电子迁移率受到材料质量、界面质量以及外加电场等多种因素的影响。
首先，材料质量是影响电子迁移率的关键因素。
高质量的GaN和AlGaN材料具有较低的缺陷密度，有利于提高电子迁移率。
此外，界面质量也对电子迁移率产生重要影响。
界面处的粗糙度、氧化物层等都会影响2DEG的形成和传输，从而影响电子迁移率。
其次，外加电场对电子迁移率也有显著影响。
在HEMT器件中，通过施加适当的栅极电压，可以调整2DEG的分布和密度，从而优化电子迁移率。
此外，温度也是影响电子迁移率的重要因素。
随着温度的升高，电子迁移率会受到散射机制的影响而降低。
GaNMOSFET器件研究 ppt课件
Si是n型GaN注入中最适用的掺杂物。
ppt课件
28
4) Oxford Plasma lab System 100 ICP 180
干法刻蚀可以从抗蚀剂图 案上得到高准确度的图案转 移。 终点控制用激光干涉度量法。
2.2 源漏区欧姆接触
目前n-GaN上最常采用的金属为Ti/Al/Ni/Au。金属的功函数等于或低于GaN的4.2eV。 Ti/Al双层结构其功函数较低，Ni/Au作为Ti/Al的覆盖层可以阻止AU向GaN表面的扩 散，防止与GaN接触的Ti/Al的氧化。蒸镀和溅射是两种常用的欧姆接触制备方法
GaN MOSFET器件的结构如图13所示。器件设计在厚度为2μm的p型GaN材料上，以 Mg作为受主杂质（杂质非完全电离，Mg的电离能为170meV），浓度量级范围内， 栅极氧化层厚度（选用SiO2作为栅介质）为10-100nm，栅长取值范围为0.8μm-5μm之 间，n+漏源区的掺杂浓度，电极间距离Lgd=Lgs为0.5-3μm。在模拟过程中，GaN的电 子迁移率μn设置。
ppt课件
29
1) 利用CHF3 和O3的等离子体进行清洁
通过利用对气体离化成等离子状态,来处理样品表 面，实现清洁、改性、光刻胶灰化等的目的。
GaN主要工艺流程： (1)在蓝宝石衬底上使用氢化物气相外延
(HVPE)生长GaN外延； (2)采用低压化学气相淀积(LPCVD)在GaN
上淀积栅介质层SiO2，淀积温度为900℃； (3)淀积0.5μm SiO2做保护层，进行离子注
入Si形成源漏重掺杂； (4)离子注入完成后，对器件进行快速热
退火，消除晶格损伤并激活杂质；
21
生长条件:
衬底条件: HVPE反应方程: Mg源: Cp2Mg 需要控制流速，生长温度等。
考虑寄生参数的高压GaN高电子迁移率晶体管的逆变器动态过程分析
考虑寄生参数的高压GaN高电子迁移率晶体管的逆变器动态过程分析张雅静;郑琼林;李艳【摘要】近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)已经开始应用在电力电子领域.GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗.本文以600V GaN HEMT 为研究对象,研究其共源共栅(Cascode)结构引起的开关动态过程及其寄生参数的影响.建立了600V GaN HEMT等效模型并详细推导了其在单相逆变器中开关管正向导通、正向关断、反向续流导通和反向续流关断四种情况的动态过程.GaN HEMT的等效电路考虑了对开关过程及开关损耗有重要影响的寄生电感和寄生电容.理论、仿真及实验证明了Cascode GaN HEMT器件中寄生电感Lint1、Lint3和Ls直接影响开关管的动态过程进而影响开关管的开关损耗.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)012【总页数】9页(P126-134)【关键词】宽禁带半导体器件;氮化镓高电子迁移率晶体管;动态过程【作者】张雅静;郑琼林;李艳【作者单位】北京化工大学信息科学与技术学院北京 100029;北京交通大学电气工程学院北京 100044;北京交通大学电气工程学院北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TM46以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体器件被誉为第三代半导体器件。
由于SiC和GaN为代表的宽禁带半导体材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，使得宽禁带半导体器具有开关速度较快、导通电阻小、品质因数低、损耗小等优势[1-3]。
氮化镓高电子迁移率晶体管（Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor，GaN HEMT）可分为增强型和耗尽型两种。
目前单体增强型GaN HEMT器件的额定电压最大能达到250V。
GaN高电子迁移率晶体管的研究进展
基金项目：国家自然科学基金重点基金（60736033）；西安应用材料创新基金项目（XA-AM-200703）定稿日期：2008-10-10作者简介：张金风（1977-），女，陕西铜川人，博士，副教授，研究方向为GaN 器件机理等。
1引言在化合物半导体电子器件中，高电子迁移率晶体管（HEMT ）是应用于高频大功率场合最主要的器件。
这种器件依靠半导体异质结中具有量子效应的二维电子气（2DEG ）形成导电沟道，2DEG 的密度、迁移率和饱和速度等决定了器件的电流处理能力。
基于GaN 及相关Ⅲ族氮化物材料（AlN ，InN ）的HEMT 则是目前化合物半导体电子器件的研究热点。
与第2代半导体GaAs 相比，GaN 在材料性质方面具有禁带宽、临界击穿电场高、电子饱和速度高、热导率高、抗辐照能力强等优势，因此GaN HEMT 的高频、耐压、耐高温、耐恶劣环境的能力很强；而且Ⅲ族氮化物材料具有很强的自发和压电极化效应，可显著提高HEMT 材料结构中2DEG 的密度和迁移率，赋予GaN HEMT 非常强大的电流处理能力。
根据各种半导体的材料性能，从输出功率和频率的角度给出了具体应用范围。
显然，GaN HEMT 非常适合无线通信基站、雷达、汽车电子等高频大功率应用；在航空航天、核工业、军用电子等对化学稳定性和热稳定性要求很高的应用场合，GaN HEMT 也是理想的候选器件之一。
自1993年第一只GaN HEMT 问世以来[1]，对它的研究速度很快且成果丰富，但即便是已发展到初步商用的今天，该领域仍存在大量的科学问题，表现出“需求超前于技术，技术超前于科研”的特点。
进入21世纪以后，GaN HEMT 的材料结构以AlGaN/GaN异质结为主，器件工艺和热处理手段基本成熟，主要研究热点集中在通过器件结构设计和材料结构纵向设计来提高GaN HEMT 的频率特性和功率特性，削弱和消除电流崩塌等相关可靠性问题。
在此将全面综述这些研究进展。
增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展
增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展
穆昌根;党睿;袁鹏;陈大正
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2022(22)10
【摘要】考虑到实际应用对可靠性、设计成本及能耗的要求,增强型GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件比传统耗尽型GaN HEMT器件优势更显著。
目前有许多方法可以实现增强型GaN HEMT器件,如使用p型栅技术、凹栅结构、共源共栅(Cascode)结构、氟离子处理法、薄势垒AlGaN层以及它们的改进结构等。
分别对使用以上方法制备的增强型GaN HEMT器件进行了综述,并对增强型GaN HEMT器件的最新研究进展进行了总结,探索未来增强型GaN HEMT器件的发展方向。
【总页数】10页(P66-75)
【作者】穆昌根;党睿;袁鹏;陈大正
【作者单位】西安电子科技大学微电子学院;西安航天精密机电研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN323.2
【相关文献】
1.F-离子注入实现的AIGaN/GaN增强型HEMT器件特性的模型分析
2.增强型AlGaN/GaN MIS-HEMTs器件的质子辐照效应
3.苏州纳米所在增强型GaN
HEMT器件研究方面取得进展4.中科院苏州纳米所增强型GaN HEMT器件研究获进展5.基于表面势的增强型p-GaN HEMT器件模型
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
GaN器件高频精确测试及开关特性对比研究
（ 北 京 交 通 大 学 ，北 京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ）
摘要： 对 高频 工 况 下氮化 镓 （ Ｇ ａ Ｎ） 器件 的开 关特 性精 确测 量 进 行 了研 究 ， 基 于市 面上 两种 不 同类 型 的 Ｇ ａ Ｎ器 件， 对 其开 关特性 进行 对 Ｌ Ｌ ￣ Ｊ ， 试， 分析高 频工 况下 不 同类 型 Ｇ ａ Ｎ器件 的优 势。首 先 ， 分 析不 同测 量方 式对 电流 测 量波 形 的影响 ， 选择 适用 于 高频工 况 下 的 电流 测量 方 式 ： 其次 ， 对 高频 驱动 回路 进 行优 化布 局 ． 减小 寄 生 电 感， 使 得开 关特性 测量 结果 更为精 确 ； 最后， 基 于双脉 冲测试 平 台 ， 分别对 共源 共栅 （ Ｃ ａ ｓ ｃ ｏ ｄ ｅ ） 型 和单 体增 强 （ Ｅ —
Ｍｏ ｄ ｅ ） 型两 类 Ｇ ａ Ｎ器件 进行开 关特 性测试 ， 明确 各 自特 性 优 势 和 应 用 场 合 。 关 键词 ： Ｇ ａ Ｎ 器 件 ：高 频 精 确 测 量 ：开 关 特 性 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — １ ０ ０ Ｘ （ ２ ０ １ ７ ） １ ２ — ０ ０ １ ６ — ０ ４
Ｔ ＡＮ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｙ ａ ｎ， Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｆ ａ ｎ ｇ — ｗ ｅ ｉ ，Ｔ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｏ ｎ Ｑ． Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ