双碳目标下的三族氮化物功率半导体技术

能源生产清洁化和能源消费电气化是我国“双碳”政策的必经之路,功率半导体技术在这2个过程中发挥着重要作用。以氮化镓(GaN)为代表的三族氮化物功率半导体基于其优异的材料物理特性,未来应用前景广阔。历经二十余年产业链上下游技术发展,目前GaN功率半导体的关键共性技术,诸如大尺寸Si衬底上高耐压GaN材料外延、稳定常关型器件的制备以及与CMOS兼容的GaN工艺制备等,已逐步得到解决,产品在消费类电子领域实现了量产应用,但是GaN功率器件仍然面临着“用不起”“用不好”“不敢用”的问题,这限制了其应用领域的拓展。未来GaN功率半导体器件将向着更高功率密度与更高可靠性方向发展,伴随着大功率发展趋势,常开型器件与常关型器件2条技术路线相互竞争,并向着高频化趋势下的功率集成技术、低成本大功率纵向器件技术等方向进一步发展,在车载等更多更高端领域实现规模化应用。文章主要介绍了三族氮化物功率半导体技术发展现状和Si衬底GaN基功率器件的关键共性技术,以及分析目前GaN功率器件的应用瓶颈与未来的发展趋势。

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射 Ti/ Al/ Ti/ Au四层复合金属与 Al Ga N / Ga N的欧姆接触特性 ,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究 .试验证实 :溅射的 Ti/ Al/ Ti/ Au与载流子浓度为 2 .2 4× 10 1 8cm- 3的 Al Ga N之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触 .随快速退火温度的升高接触电阻降低 .快速退火时间 30 s已可实现该温度下最佳欧姆接触 .当工作温度不高于 30

窄禁带碲镉汞调制光谱的近期进展和前景(英文)

简要介绍了红外光调制反射谱和调制光致发光谱的最新进展,并重点比较了相对于传统实验方法在信噪比,谱分辨率和实验耗时等方面所取得的显著进展.给出了在MBE生长HgCdTe薄膜样品研究中的应用实例,显示了该技术在光谱研究窄禁带半导体带间和低维结构带内跃迁方面的应用前景.

玻璃中CdSeS量子点的结构和光学性质

用两步退火法在掺 Cd Se S的玻璃中制备了高密度的量子点 ,均匀性较好 .量子点尺寸随第二步退火时间加长而增大 ,但组份基本不变 .研究了量子点光学性质与退火时间的依赖关系 ,证明光致发光谱中的低能峰与量子点表面缺陷态有关 .量子点尺寸越小 ,比表面积越大 。

高阻碲锌镉单晶体的生长及其性能观测

报道了采用富 Cd原料的无籽晶垂直布里奇曼法生长高阻碲锌镉 Cd0 .8Zn0 .2 Te(CZT)单晶体的新工艺 ,对所生长的晶体作了 X射线衍射分析、红外透过率测试、光吸收截止波长测量及电学性能测试 .晶体在 4 4 0 0～ 4 5 0 cm- 1范围内的红外透过率达到 5 0 % ,截止吸收波长为 787.6 nm,带隙为 1.5 74 e V,室温电阻率达到 2× 10 1 0 Ω· cm ,已接近本征 Cd0 .8Zn0 .2 Te半导体的理论值 .用该晶体制作的核探测器在室温下对 2 4 1 Am和 1 0 9Cd放射源均有响应 ,并获得了比较好的 2 4 1 Am- 5 9.5 ke V吸收谱 .结果表明改进的方法是一种生长室温核辐射探测器应用的高阻

用热壁CVD法在SiC衬底上生长SiCGe合金的热场分析与设计

采用有限元法,对热壁CVD法SiCGe合金生长炉中加热组件的感应加热和温度分布进行了研究。分析了感应线圈匝数和石墨衬托的厚度对磁矢势和温度分布的影响,获取了感应线圈数越多感应生成焦耳热越大且越均匀的结论,得出了随石墨厚度的增加升温速率而增加,相反轴向温度均匀性而变差的设计准则。模拟结果表明选取16匝线圈和10mm左右的石墨壁厚为优化的设计参数。

CdZnTe晶片中的Zn组分的研究

用X 射线双晶衍射、光致发光谱和红外透射光谱研究了CdZnTe 晶体中的Zn 的组分.研究表明透射光谱的Syllaios经验公式结果与X 射线双晶衍射和光致发光谱精确测量结果对比,偏差小于4% .透射光谱可以做为测量Zn

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3nm和6nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843nm和942nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。

高质量立方相InGaN的生长

利用 LP- MOCVD技术在 Ga As( 0 0 1 )衬底上生长了高质量的立方相 In Ga N外延层 .研究了生长速率对 In Ga N质量的影响 ,提出一个简单模型解释了在改变 TEGa流量条件下出现的In组分的变化规律 ,实验结果与模型的一次项拟合结果较为吻合 ,由此推断 ,在现在的生长条件下 ,表面单个 Ga原子作为临界晶核吸附 Ga或 In原子实现生长的模型与实际情况较为接近 .对于晶体质量的变化也给予了说明 .得到的高质量立方相 In Ga N室温下有很强的发光峰 ,光致发光峰半高宽为 1 2 8me V左右 .

表面应力诱导InGaN量子点的生长及其性质

为了得到高性能的 Ga N基发光器件 ,有源层采用 MOCVD技术和表面应力的不均匀性诱导方法生长了 In-Ga N量子点 ,并通过原子力显微镜 (AFM)、透射电子显微镜 (TEM)和光致发光 (PL )谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究 .AFM和 TEM观察结果表明 :In Ga N/ Ga N为平均直径约 30 nm,高度约 2 5 nm的圆锥 ;In Ga N量子点主要集中在圆锥形的顶部 ,其密度达到 5 .6× 10 1 0 cm- 2 .室温下 ,In Ga N量子点材料 PL谱强度大大超出相同生长时间的 In Ga N薄膜材料 ,这说明 In Ga N量子点有望作为高性能有源层材料应用于 Ga N基发光器件 .

Cd1-xZnxTe合金的退火研究

用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对 Cd1 - x Znx Te晶片中 Te沉淀的影响 .研究结果表明 ,红外透射谱只对大尺寸的 Te沉淀较为敏感 ,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的 Te沉淀 ,两者互为补充 .在 Cd气氛下对晶片进行退火处理 ,选择合适的退火温度和退火时间 ,可以有效地消除晶片中大尺寸的 Te沉淀 ,却难以消除晶片中小尺寸的微量

Eu^3＋掺杂的Y10W2O21纳米荧光粉的制备及其发光性质研究

用沉淀法合成了Y10W2O21∶Eu纳米发光材料,利用X射线衍射谱(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM),对样品的结构和形貌进行了表征。测量了各样品的激发光谱、发射光谱,绘制了Eu3+发光的浓度猝灭图,计算了各样品的部分J-O参数和Eu3+5 D0能级量子效率,对Eu3+掺杂的Y10W2O21纳米发光材料的光致发光性质进行了研究。实验结果证明,Y10W2O21∶Eu纳米发光材料中的Eu3+5 D0—7 F2跃迁的红色发光也能被394nm近紫外光和464nm蓝光有效激发,具有制备成本低、猝灭浓度高等优点,有潜力成为高效的近紫外(蓝光)管芯白光LED用红色荧光粉材料。

InGaP/GaAs HBT器件的制备及其特性

采用在发射区台面腐蚀时保留InGaP钝化层和去除InGaP钝化层的方法制备了两种InGaP/Ga As异质结双极晶体管(HBT)器件,研究了InGaP钝化层对HBT器件基区表面电流复合以及器件直流和射频微波特性的影响。对制备的两种器件进行了对比测试后得到:保留InGaP钝化层的HBT器件最大直流增益(β)为130,最高振荡频率(fmax)大于53 GHz,功率附加效率达到61%,线性功率增益为23 dB;而去除InGaP钝化层的器件最大β为50,f_(max)大于43 GHz,功率附加效率为57%,线性功率增益为18 dB。测试结果表明,InGaP钝化层作为一种耗尽型的钝化层能有效抑制基区表面电流的复合,提高器件直流增益,改善器件的射频微波特性。

长波光导HgCdTe探测器的输运特性

测量了长波光导ＨｇＣｄＴｅ线列探测器在１．２～３００Ｋ的电阻率－温度（Ｒ－Ｔ）特性，结果表明：高性能和低性能探测元的Ｒ－Ｔ特性明显不同，前者有与正常ＨｇＣｄＴｅ材料Ｒ－Ｔ关系相似的变化规律，后者则与简并ＨｇＣｄＴｅ材料相似．

CdTe／ZnS复合钝化膜的界面电学特性研究

利用ＭＩＳ结构研究了长、中、短波碲镉汞材料，新型热蒸发ＣｄＴｅ／ＺｎＳ钝化膜界面电学特性及其与工艺条件的关系．结果表明，ＣｄＴｅ／ＺｎＳ双层膜界面电学参数依赖于界面预处理条件，在适当的工艺条件下，平带电压几乎为０，固定电荷密度为－４×１０１０ｃｍ－２，慢态密度为５．１×１０１０ｃｍ－２，界面态密度为２．７×１０－１１ｅＶ－１．ｃｍ－２．

MOCVD和GSMBE生长Ga_（0．5）In_（0．5）P外延层中有序结构的研究

用ＭＯＣＶＤ在（１００）、ＧＳＭＢＥ在（１００）和（１１１）ＢＧａＡｓ上生长了ＧａＩｎＰ外延层．ＰＬ测试表明，（１００）衬底上ＧａＩｎＰＰＬ峰的能量比计算的带隙分别小４３（ＧＳＭＢＥ生长）和１０４ｍｅＶ（ＭＯＣＶＤ生长）．用Ｋｕｒｔｚ等人的模型对ＭＯＣＶＤ和ＧＳＭＢＥ生长的ＧａＩｎＰ中有序度的不同进行了解释．并讨论了衬底晶向对ＧａＩｎＰ中有序程度的影响．

Cu(In,Ga)_3Se_5薄膜结构的Raman研究

讨论了 Ga含量对四元有序缺陷化合物 Cu(In,Ga) 3Se5薄膜的晶格振动模式的影响 ,室温下 Cu In3Se5与 Cu-Ga3Se5A1 模式峰位分别位于 15 3cm- 1 和 16 4 cm- 1 ,Ga含量的增加引起晶格扭曲系数以及阴离子 Se位移参数的增加 ,相应改变了 Cu- Se以及 In/ Ga- Se的键长及其键拉伸力学常数 ,从而影响了 A1

SI-GaAs单晶热稳定性及其电学补偿机理研究

本文利用多种实验手段,包括OTCS,DLTS,低温PL等,对影响LEC SI-GaAs单晶电学性质热不稳定的可能因素进行了系统研究.在仔细分析对比文献发表的实验结果的基础上,提出了普遍成立的多能级电学补偿模型.这个模型不但能成功地对SI-GaAs单晶热不稳定的本质进行合理解释,而且还为研制高热稳定的GaAs材料提供了科学依据.

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿(111)择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。

AlGaN/GaN异质结极化行为与二维电子气

AlGaN/GaN异质结及其相关器件因其优越的电学特性成为近几年的研究热点。2DEG作为其特征与材料本身的极化现象关系密切。本文主要从晶体微观结构角度介绍AlGaN/GaN异质结极化现象的产生、机理和方向性,着重讨论极化对异质结界面处诱生的二维电子气的影响。极化不仅可提高2DEG的浓度,而且还能使其迁移率得到提高。