P-GaN栅结构GaN基HEMT器件研究进展

增强型氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)是高频高功率器件与开关器件领域的研究热点,P-GaN栅技术因具备制备工艺简单、可控且工艺重复性好等优势而成为目前最常用且唯一实现商用的GaN基增强型器件制备方法。首先,概述了当前制约P-GaN栅结构GaN基HEMT器件发展的首要问题,从器件结构与器件制备工艺这2个角度,综述了其性能优化举措方面的最新研究进展。然后,通过对研究进展的分析,总结了当前研究工作面临的挑战以及解决方法。最后,对未来的发展前景、发展方向进行了展望。

基于AlGaN/GaN HEMT结构的ZnO纳米线感光栅极光电探测器

在传统的采用ZnO薄膜的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)光电探测器件中,存在光吸收、光电转换效率低,光电流小等诸多局限.为改善上述问题,基于AlGaN/GaN HEMT结构,提出并成功制备了一种ZnO纳米线感光栅极光电探测器.实验中首先通过水热法将ZnO纳米线成功制备到Si衬底材料及AlGaN/GaN HEMT衬底材料上,并利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、光致发光(photo luminescence,PL)光谱仪等仪器进行了一系列测试.结果表明,生长在AlGaN/GaN HEMT衬底材料上的ZnO纳米线具有更低的缺陷密度、更好的结晶度和更优异的光电特性.然后,将ZnO纳米线成功集成到AlGaN/GaN HEMT器件的栅极上,制备出具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT紫外光电探测器.将实验中制备出的具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT器件与常规的AlGaN/GaN HEMT器件进行对比,发现具有ZnO纳米线的器件在紫外波段能达到1.15×104A/W的峰值响应度,相比常规结构的AlGaN/GaN HEMT,峰值响应度提升约2.85倍,并且制备的ZnO纳米线器件的响应时间和恢复时间缩短为τr=10 ms和τf=250 ms,提高了探测器的性能.