AlGaN/GaN HEMT器件高温栅偏置应力后栅极泄漏电流机制分析

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅特性会受到温度应力和电应力的影响.在高温栅偏置(HTGB)应力下,器件的栅特性会发生退化,如栅极泄漏电流增大.为了研究退化机理,分析了AlGaN/GaN HEMT在栅电压为-2 V时,250℃高温应力作用后的栅极泄漏电流机制.随着HTGB时间的增加,栅极泄漏电流持续增大,受到应力器件在室温下静置后栅极泄漏电流密度恢复约20%.结果表明,在正向偏置范围内,栅极泄漏电流是由热电子发射(TE)引起的.在反向偏置范围内,普尔-弗伦克尔(PF)发射在小电压范围内占主导地位.阈值电压附近的范围由势垒层中的陷阱辅助隧穿(TAT)引起;在大电压范围内,福勒-诺德海姆(FN)隧穿导致栅极发生泄漏.

AlGaN/GaN HEMT小信号放大电路设计及放大增益预测

采用计算机辅助设计技术(TCAD)对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件进行了仿真,并利用Multisim设计了AlGaN/GaN HEMT器件的低频小信号放大电路.由于GaN材料的宽带隙和高载流子迁移率,HEMT器件可以在空间科学应用中取代Si基MOSFET.TCAD的仿真结果通过与测试结果的比较进行了修正.通过Multisim仿真结果与搭建的AlGaN/GaN HEMT共源共栅放大电路的测试结果对放大电路的放大特性进行了验证.以此为基础,利用TCAD模拟改变了结构参数的器件特性并采用改进了结构参数的AlGaN/GaN HEMT设计共源共栅放大电路.仿真结果表明,该放大电路在低频和室温下的电压放大能力可达6 200倍.

光辅助对MOCVD法制备ZnO薄膜性能的影响

采用光辅助金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在(0001)蓝宝石衬底上制备了ZnO薄膜。通过X射线衍射、透射光谱和霍尔测试等研究了光照对MOCVD法制备的ZnO薄膜的影响。实验结果表明,引入光辅助后制备的ZnO薄膜,其结晶质量和光学质量均得到改善。分析认为,这主要是由于光辅助有助于提高锌有机源的分解效率,并且高能量的光子可为反应吸附的原子提供足够高的激活能,从而易于其迁移到合适的晶格位置所致。同时我们还发现,有光照和无光照条件下制备的ZnO薄膜均呈n型导电,但有光照条件下制备的ZnO薄膜具有更低的本底载流子浓度,这将为日后通过降低自补偿实现p型掺杂提供一个很好的解决办法。

金属有机化学气相沉积法制备ZnO和ZnO：Ni薄膜及其特性分析

采用金属有机化学气相沉积法制备了ZnO和ZnO∶Ni薄膜,并对它们的结构、光学和电学特性进行了对比研究.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜的表面形貌和晶体结构进行了分析,结果表明,Ni元素的掺杂虽然降低了薄膜的晶体质量,但并未改变ZnO的纤锌矿结构.通过紫外-可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了测试与分析,结果表明,ZnO∶Ni薄膜在可见光区的平均透过率可达90%,优于ZnO薄膜在可见光区的平均透过率(85%).霍尔(Hall)测试显示ZnO∶Ni薄膜的导电类型仍为n型,但其电阻率已经明显增加,载流子浓度也远低于未掺杂ZnO薄膜的载流子浓度,说明Ni元素的掺杂对ZnO薄膜的特性产生了很大影响.

SiN插入层对GaN外延膜应力和光学质量的影响(英文)

研究了MOCVD系统中原位SiN插入层对GaN薄膜应力和光学性质的影响。采用SiN插入层后,GaN薄膜的裂纹数量大大减少,薄膜所承受的张应力得到了一定的释放。同时,GaN薄膜的缺陷密度降低一倍,晶体质量得到了极大的改善。研究表明,位错密度的降低在GaN薄膜中留存较大的残余应力,补偿了降温过程中所引入的张应力。同样,随着SiN插入层的应用,低温PL谱的半峰宽降低,薄膜光学质量提高。最后研究了PL谱发光峰与应力的关系,得到了一个-13.8的线性系数。

MOCVD法制备的p-ZnO/n-SiC异质结器件及其电致发光性能

采用光辅助金属有机化学汽相沉积(PA-MOCVD)法在n-SiC(6H)衬底上制备出As掺杂的p型ZnO薄膜,并制备出相应的p-ZnO∶As/n-SiC异质结器件。X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)测试表明,ZnO薄膜具有较好的结构和光学特性。电流-电压(I-V)测试结果表明,该型异质结器件具有良好的整流特性,开启电压为5.0 V,反向击穿电压约为-13 V。正向偏压下,器件的电致发光(EL)谱表现出两个分别位于紫外和可见光区域的发光峰,通过和ZnO、SiC的PL谱对照,证实异质结器件的发光峰来源于ZnO侧的辐射复合。

科研资源向教学资源转化的探索和实践

本科教学是大学教育的基础,而科研工作是大学教师工作的另一面,科研工作反映了学科发展的前沿及专业工作的方向。在教学工作中适当地引入教师的科研工作能够在一定程度上引起学生的学习兴趣和对科研工作的向往。本文探索了科研资源转化为教学资源的意义、方式,并在课堂教学中进行了实践,将笔者的科研资源在课堂教学中转化为教学资源,在一定程度上对学生的学习兴趣和学生对科研的兴趣起到了促进作用。

利用MOCVD技术生长As掺杂的p-ZnMgO薄膜

利用GaAs夹层掺杂的新方法,采用金属有机化学气相沉积(MOVCD)技术,通过控制生长温度,在蓝宝石衬底上成功制备出As掺杂的p型ZnMgO薄膜。利用X射线衍射分析(XRD)、霍尔效应测试和光致发光(PL)谱等表征方法对薄膜的晶体结构、电学性能和光学特性进行分析。结果表明:高温生长的ZnMgO薄膜具有良好的c轴取向性;480～520℃时所制备的ZnMgO薄膜为p型导电,500℃时所制备的样品电阻率最低,为26.33Ω.cm,空穴浓度达1.638×1017 cm-3,迁移率为1.45 cm2/(V.s);室温PL谱显示,制得的p型ZnMgO薄膜具有较大的紫外与可见发光峰强度比,表明其具有良好的光学性能。

《微电子技术导论》课程思政改革的探索与实践

文章以大连理工大学《微电子技术导论》课程思政改革为契机,立足课程作为学科专业发展的基础地位,从育人维度来关照课程价值,全面梳理课程知识点,深入挖掘教学活动中的育人元素,通过国内外微电子技术的发展历史对比,展示我国微电子产业所取得的成就,提出我国微电子技术需要努力赶超的方向,实现知识传授与价值引领同频共振。

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管温度传感器特性

本文制作了基于无栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的温度传感器,并对其温度相关的电学特性进行了表征.实验测试了器件从50℃到400℃的变温电流-电压特性,研究了器件灵敏度随着器件沟道长宽比的变化,并研究了在300—500℃高温的空气和氮气中经过1 h恒温加热后器件的电学特性变化.理论与实验研究结果表明,随着器件沟道长宽比的增大,器件的灵敏度会随之上升;在固定电流0.01 A下,器件电压随温度变化的平均灵敏度为44.5 mV/℃.同时,稳定性实验显示器件具有较好的高温保持稳定性.

高校教师党支部书记"双带头人"培育工程的实施举措和思考——以大连理工大学微电子学院为例

从大连理工大学微电子学院的情况看,高校教师党支部书记"双带头人"培育工程存在工作缺乏积极性、主动性,党务工作不熟悉,职责不明确等问题.推进"双带头人"培育工程,要解决"为什么干""什么人能干""干什么""怎么干"和"干好干坏都一样"的问题,提高思想认识,转变观念;健全选任标准,选优配强;制定岗位职责,明确目标;加大培训力度,提升能力;完善考核评价,激励保障.要优化党支部设置,提升组织活力,发挥组织育人功效;成立功能性党支部,深入沟通反馈,发挥管理效能;加强"双带头人"工作室建设,发挥引领示范功效.

提升新时代高校基层党支部组织育人功效的研究与实践——以大连理工大学微电子学院为例

在高校各级基层组织的育人实践过程中,基层党支部起着统领作用。大连理工大学微电子学院党委立足实际,坚持问题导向、目标导向、结果导向相统一,强化政治功能,通过以突出组织育人为统领做好基层党支部的顶层设计、以提升组织育人效果为导向,优化基层党支部设置;以党性强、业务精为目标,强化党支部组织育人队伍建设,使高校基层党支部组织育人统领作用的理念内化为行为准则,把提升基层党支部组织育人的功效落到实处。

新时代机关事业单位党史思想政治工作探析

党史主要讲述了党改革发展中经历的磨难与艰辛,也包含着革命先烈的精神与意志。传承好、弘扬好、发展好党史文化,能夯实职工的思想价值观念,使其能肩负起新时代使命。为此,文章结合新时代背景,探讨机关事业单位党史思想政治工作,分析其中的问题、要点,提出一些改善建议,旨在提升党史思想政治工作开展水平,帮助职工更好地认识党、尊崇党,助力机关事业单位高质量发展。

辐照后4H-SiC带电粒子探测器的特性研究

碳化硅材料因其禁带宽度大、晶体原子离位能高等物理特性,被视为制作耐高温、抗辐射器件极具代表性的宽带隙半导体材料。为观察辐照对4H-SiC肖特基二极管带电粒子探测器的电学特性及对α粒子响应的能量分辨率的影响。利用60Co源的γ射线对4H-SiC肖特基二极管探测器进行辐照实验。经过总剂量为1 000 kGy的γ射线辐照后,探测器的正向电流相较于辐照前减小了三个数量级;反向电流值在0～120 V偏压下没有明显变化,当反向偏压高于120 V时,反向电流值变化明显。同时,辐照前后对α粒子的能量分辨率没有明显变化。

喷淋头高度对InGaN/GaN量子阱生长的影响

在Aixtron 3×2近耦合喷淋式金属有机化学气相沉积反应室中,调节喷淋头与基座之间的距离,制备了7,13,18,25 mm间距的4个InGaN/GaN量子阱样品。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对样品表面形貌及界面质量进行了表征。研究表明:随着高度的增加,量子阱的表面粗糙度减少,垒/阱界面陡峭度逐步变差,垒层和阱层厚度及阱层In组分含量减少;增加高度至一定值后,量子阱厚度及In组分趋于稳定。此外,对比垒层和阱层的厚度变化,垒层厚度的变化幅度较阱层更为明显。

Au层退火温度对ZnO/Au/ZnO多层膜的结构、光学及电学性质的影响

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上制备出晶体质量较好的透明导电的ZnO/Au/ZnO(ZAZ)多层膜,其中,Au夹层是通过射频磁控溅射的方法获得。通过对Au夹层进行不同温度的退火处理,研究了Au层退火温度对ZAZ多层膜的结构特性、电学性能和光学特性的影响。利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、霍尔效应测试和透射谱分析等测试手段对ZAZ多层膜的性质进行了分析。测试结果表明,在200℃下对Au夹层进行快速退火处理,多层膜的结构、电学和光学性质达到最优,表面等离子体效应也更明显。其中,XRD(002)衍射峰的半高宽为0.14°,电阻率为2.7×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.07×1020cm-3,可见光区平均透过率为75.3%。

基于机械剥离β-Ga2O3的Ni/Au垂直结构肖特基器件的温度特性

本文制备了基于机械剥离β-Ga2O3的Ni/Au垂直结构肖特基器件,对该器件进行了温度特性I-V曲线测试.器件表现出了良好的二极管特性,随着温度从300 K升高至473 K,势垒高度从1.08 e V上升至1.35 e V,理想因子从1.32降低至1.19,二者表现出了较强的温度依赖特性,这表明器件的肖特基势垒存在势垒高度不均匀的问题.串联电阻随温度升高而降低,这主要是热激发载流子浓度升高导致的.本文利用势垒高度的高斯分布对器件的温度特性进行了修正,修正后的势垒高度为1.54 e V,理查孙常数为26.35 A·cm–2·K–2,更接近理论值,这表明利用高斯分布势垒高度的热电子发射模型能够很好地解释Au/Ni/β-Ga2O3肖特基二极管的I-V温度特性问题,这种方法更适合用来测量β-Ga2O3肖特基二极管的电学参数.

双异质结薄膜制备及激光器件综合实验设计

第三代新型半导体材料是支撑5G通信技术、新能源汽车和光电应用等领域发展的核心材料。为了激发学生对科学探索的兴趣,设计了双异质结薄膜制备及激光器件特性表征的综合实验。该实验包括利用化学有机气相沉积技术制备双异质结薄膜、泵浦激光器件制作及光电性能表征等,实验内容新颖,涵盖知识点丰富。实践证明,综合实验让学生在实验方案设计、实验设备操作、数据处理分析和科研论文撰写等方面的能力得到显著提升。

AlN薄膜制备与表征研究型实验设计

将科研成果转化为研究型本科实验教学内容,设计了不同极性AlN薄膜的制备及表征综合实验。采用金属有机化学气相沉积方法制备混合极性、N极性和Al极性的AlN薄膜,研究了不同极性对AlN薄膜表面形貌和晶体质量的影响。研究结果表明,将渐变组分AlGaN极性调控层引入到GaN和AlN外延膜之间,AlN薄膜转变为单一Al极性生长,高分辩X射线衍射摇摆曲线(002)和(102)的半峰宽分别为375 arcsce和420 arcsce。该实验激发了学生对科学研究的兴趣,深入学习薄膜材料的制备及表征方法,培养了学生积极探索的创新实践能力。

400nm高性能紫光LED的制作与表征(英文)

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底表面制备了带有p-AlGaN电子阻挡层的400 nm高性能紫光InGaN多量子阱发光二极管。制作了3种紫光LED,分别带有不同p-AlGaN电子阻挡层结构:Al摩尔分数为9%的p-AlGaN电子阻挡层;Al摩尔分数为11%的p-AlGaN电子阻挡层;Al摩尔分数为20%的10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层。带有高浓度Al电子阻挡层的紫光LED的光输出功率高于低浓度Al电子阻挡层的紫光LED。带有10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层的紫光LED的光输出功率获得了极大的提高,在20 mA注入电流时测试得到的光输出功率为21 mW。此外,该LED同时显示了在高注入电流下接近线性的I-L特性曲线和在LED芯片表面均匀的发光强度分布。