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AlGaN基深紫外LED光源灭活柯萨奇病毒研究
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作者 吴郁 蓝习瑜 +6 位作者 张梓睿 吴章鑫 刘忠宇 杨玲佳 张山丽 徐可 贲建伟 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1391-1397,共7页
为探究在高温热处理AlN模板上制备的不同发光波长AlGaN基LED器件对病毒的灭活效率,本工作在发光波长257~294 nm范围内制备了7组不同发光波长AlGaN基深紫外LED器件,并探究其对柯萨奇病毒灭活效率。实验结果表明,高温热处理AlN模板可以将... 为探究在高温热处理AlN模板上制备的不同发光波长AlGaN基LED器件对病毒的灭活效率,本工作在发光波长257~294 nm范围内制备了7组不同发光波长AlGaN基深紫外LED器件,并探究其对柯萨奇病毒灭活效率。实验结果表明,高温热处理AlN模板可以将AlN模板位错密度降低至1.33×10^(7)cm^(-2),为制备高效率AlGaN基LED器件奠定了良好基础;基于高温热处理AlN模板制备的AlGaN基LED器件,在灭活距离2 cm、紫外辐照时间30 s实验条件下,发光中心波长在257~278 nm之间的AlGaN基LED器件对柯萨奇病毒灭活率≥99.90%,而发光中心波长为288 nm、294 nm的LED对柯萨奇病毒灭活率仅为99.47%及96.15%。根据以上研究结果,波长在257~278 nm之间的AlGaN基LED器件适合在病毒消杀领域应用;在本工作实验条件下,波长大于288 nm的AlGaN基深紫外LED器件对病毒灭活效果较差。 展开更多
关键词 高温热处理 AlN模板 algan LED 病毒灭活
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AlGaN/GaN HEMT器件高温栅偏置应力后栅极泄漏电流机制分析 被引量:1
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作者 陈欢欢 张贺秋 +9 位作者 邢鹤 夏晓川 张振中 蔡涛 叶宇帆 郭文平 席庆南 黄慧诗 梁晓华 梁红伟 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期90-95,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 algan/gan HEMT 高温栅偏置应力 栅极泄漏电流机制
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重离子辐射对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管低频噪声特性的影响
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作者 吕玲 邢木涵 +5 位作者 薛博瑞 曹艳荣 胡培培 郑雪峰 马晓华 郝跃 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期209-216,共8页
采用^(181)Ta^(32+)重离子辐射AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,获得器件在重离子辐射前后的电学特性和低频噪声特性.重离子辐射导致器件的阈值电压正向漂移、最大饱和电流减小等电学参数的退化.微光显微测试发现辐射后器件热点数量明显增... 采用^(181)Ta^(32+)重离子辐射AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,获得器件在重离子辐射前后的电学特性和低频噪声特性.重离子辐射导致器件的阈值电压正向漂移、最大饱和电流减小等电学参数的退化.微光显微测试发现辐射后器件热点数量明显增加,引入更多缺陷.随着辐射注量的增加,电流噪声功率谱密度逐渐增大,在注量为1×10^(10)ions/cm^(2)重离子辐射后,缺陷密度增大到3.19×10^(18)cm^(-3)·eV^(-1),不同栅压下的Hooge参数增大.通过漏极电流噪声归一化功率谱密度随偏置电压的变化分析,发现重离子辐射产生的缺陷会导致寄生串联电阻增大. 展开更多
关键词 重离子辐射 氮化镓 高电子迁移率晶体管 低频噪声
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AlGaN基深紫外LED的可靠性研究及寿命预测 被引量:1
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作者 宫明峰 孙雪娇 +5 位作者 雷程 梁庭 李丰超 谢宇 李开心 刘乃鑫 《光电子技术》 CAS 2024年第2期106-115,共10页
围绕AlGaN基深紫外LED的外延生长、工艺制备等因素对深紫外LED可靠性的影响以及加速寿命预测等方面开展了系统的研究。探索了量子垒(Quantum Barrier,简称QB)中Al组分、电子阻挡层(Electron Barrier Layer,简称EBL)中Al组分、同尺寸芯... 围绕AlGaN基深紫外LED的外延生长、工艺制备等因素对深紫外LED可靠性的影响以及加速寿命预测等方面开展了系统的研究。探索了量子垒(Quantum Barrier,简称QB)中Al组分、电子阻挡层(Electron Barrier Layer,简称EBL)中Al组分、同尺寸芯片不同台面面积等因素对深紫外LED可靠性的影响,确定QB结构Al组分为74%,EBL结构Al组分为75%,台面面积为P68。对优化后的深紫外LED设计了热、电应力老化试验,结合阿伦纽斯模型、逆幂律模型、指数最小二乘拟合对深紫外LED的寿命进行预测。实验结果表明,随着电、热应力的增加,深紫外LED可靠性随之降低,阿伦纽斯模型预测寿命为5027 h,逆幂律模型预测寿命为5400 h,正常工作电流40 mA下,深紫外LED实际寿命为5582 h,逆幂律模型预测精度较阿伦纽斯模型提升了6.7%。本研究将为提高深紫外LED的可靠性和产品应用普及提供坚实的理论基础。 展开更多
关键词 algan 深紫外发光二极管 可靠性 寿命预测
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200 mm高纯半绝缘SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料
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作者 张东国 李忠辉 +5 位作者 魏汝省 杨乾坤 彭大青 李传皓 罗伟科 王克超 《固体电子学研究与进展》 CAS 2024年第1期F0003-F0003,共1页
南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN... 南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料(图1)。外延材料测试结果表明,二维电子气室温迁移率达到2 231 cm^(2)/(V·s),方块电阻片内不均匀性为2.3%(图2),GaN(0002)和(1012)面XRD摇摆曲线半高宽分别达到143 arcsec和233 arcsec,圆片弯曲度和翘曲度分别达到-18.7μm和27.1μm(图3)。材料显示了优良的结晶质量和电学特性,为GaN微波毫米波功率器件和MMIC应用奠定了良好的技术基础。 展开更多
关键词 algan/gan 外延材料 二维电子气 半绝缘 微波毫米波 方块电阻 摇摆曲线 迁移率
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AlGaN/GaN HEMT小信号放大电路设计及放大增益预测
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作者 叶宇帆 张贺秋 +4 位作者 夏晓川 郭文平 黄慧诗 梁晓华 梁红伟 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期412-417,共6页
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.T... 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. 展开更多
关键词 algan/gan HEMT TCAD仿真 放大增益 小信号模型
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基于AlGaN/GaN HEMT外差探测器的太赫兹线阵列矢量探测系统
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作者 王凯出 丁青峰 +7 位作者 周奇 蔡昕航 张金峰 朱凯强 翟振钧 孙厚军 王林军 秦华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期166-175,共10页
为了研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistor,HEMT)外差探测器应用于太赫兹来波方向(Direction of Arrival,DOA)估计领域的可行性及量化性能指标,基于AlGaN/GaN HEMT 243GHz外差探测器搭建了太赫兹波线阵... 为了研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistor,HEMT)外差探测器应用于太赫兹来波方向(Direction of Arrival,DOA)估计领域的可行性及量化性能指标,基于AlGaN/GaN HEMT 243GHz外差探测器搭建了太赫兹波线阵列矢量探测系统,实现了太赫兹连续波的相位分布和来波方向的测量。该系统的核心器件为准光-波导耦合的太赫兹外差探测器线阵列组件,阵元平均噪声等效功率(Noise-Equivalent-Power,NEP)为-123.89dBm/Hz。通过测试,表明该系统相位解析稳定度优于0.6°,线阵列组件法线(阵列芯片的垂线)方向左右11°以内的太赫兹来波方向的检测误差小于0.25°。讨论了存在误差的原因及可能的解决方案,为后续基于AlGaN/GaN HEMT面阵列的太赫兹相控阵雷达及定向通信系统的研制提供了基础。 展开更多
关键词 太赫兹来波方向(DOA)估计 阵列混频器 外差(相干)探测 氮化镓HEMT
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基于分离多量子垒电子阻挡层的AlGaN基深紫外发光二极管
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作者 申国文 鲁麟 +3 位作者 许福军 吕琛 高文根 代广珍 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1156-1162,共7页
通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴... 通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴在加速区获得能量,从而提高了空穴注入效率。另外,多量子势垒结构还能够通过提高电子势垒有效抑制电子泄漏,从而大幅度提升器件性能。综上所述,多量子垒电子阻挡层的引入可以显著提升AlGaN基DUV-LED器件的性能。 展开更多
关键词 algan 深紫外发光二极管 电子阻挡层
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11.2 W/mm power density AlGaN/GaN high electron-mobility transistors on a GaN substrate 被引量:1
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作者 Yansheng Hu Yuangang Wang +11 位作者 Wei Wang Yuanjie Lv Hongyu Guo Zhirong Zhang Hao Yu Xubo Song Xingye zhou Tingting Han Shaobo Dun Hongyu Liu Aimin Bu Zhihong Feng 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2024年第1期38-41,共4页
In this letter,high power density AlGaN/GaN high electron-mobility transistors(HEMTs)on a freestanding GaN substrate are reported.An asymmetricΓ-shaped 500-nm gate with a field plate of 650 nm is introduced to improv... In this letter,high power density AlGaN/GaN high electron-mobility transistors(HEMTs)on a freestanding GaN substrate are reported.An asymmetricΓ-shaped 500-nm gate with a field plate of 650 nm is introduced to improve microwave power performance.The breakdown voltage(BV)is increased to more than 200 V for the fabricated device with gate-to-source and gate-to-drain distances of 1.08 and 2.92μm.A record continuous-wave power density of 11.2 W/mm@10 GHz is realized with a drain bias of 70 V.The maximum oscillation frequency(f_(max))and unity current gain cut-off frequency(f_(t))of the AlGaN/GaN HEMTs exceed 30 and 20 GHz,respectively.The results demonstrate the potential of AlGaN/GaN HEMTs on freestanding GaN substrates for microwave power applications. 展开更多
关键词 freestanding gan substrates algan/gan HEMTs continuous-wave power density breakdown voltage Γ-shaped gate
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面向生物检测的AlGaN/GaN HEMT传感芯片研究进展
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作者 顾智琦 李加东 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第12期7-11,共5页
氮化铝镓(AlGaN)/氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器是基于第三代半导体GaN开发的新型离子敏场效应晶体管(ISFET)生物传感器,其利用器件敏感区电荷变化调制异质结沟道中的高电子迁移率二维电子气(2DEG)来工作,与传统硅基IS... 氮化铝镓(AlGaN)/氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器是基于第三代半导体GaN开发的新型离子敏场效应晶体管(ISFET)生物传感器,其利用器件敏感区电荷变化调制异质结沟道中的高电子迁移率二维电子气(2DEG)来工作,与传统硅基ISFET相比,AlGaN/GaN HEMT生化传感器具有更优的化学稳定性,因此具有更大的应用范围。本文从AlGaN/GaN HEMT生物传感器的检测原理出发,讨论了AlGaN/GaN HEMT生物传感器从可行性验证、性能优化到面向实际检测的关键问题,并对AlGaN/GaN HEMT生物传感器国内外研究现状和未来发展进行了总结评价。 展开更多
关键词 氮化铝镓/氮化镓高电子迁移率晶体管 生物传感器 离子敏场效应晶体管 二维电子气
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有源区掺杂的AlGaN基深紫外激光二极管性能优化
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作者 尹孟爽 张傲翔 +4 位作者 张鹏飞 贾李亚 王芳 刘俊杰 刘玉怀 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第3期170-175,共6页
为了改善深紫外激光二极管的性能,本文提出了有源区量子势垒n掺杂、p掺杂和n-p掺杂三种结构.利用Crosslight软件,对原始结构和有源区掺杂的三种结构进行仿真研究,比较四种结构的P-I特性曲线、V-I特性曲线、载流子浓度、辐射复合速率和... 为了改善深紫外激光二极管的性能,本文提出了有源区量子势垒n掺杂、p掺杂和n-p掺杂三种结构.利用Crosslight软件,对原始结构和有源区掺杂的三种结构进行仿真研究,比较四种结构的P-I特性曲线、V-I特性曲线、载流子浓度、辐射复合速率和能带图.仿真结果表明,有源区量子势垒n-p掺杂结构的性能更优,其阈值电压和阈值电流分别为4.40V和23.8mA;辐射复合速率达到1.64×10^(28)cm^(-3)/s;同一注入电流下电光转换效率达到42.1%,比原始结构增加了3.9%;改善了深紫外激光二极管的工作性能. 展开更多
关键词 algan 有源区 量子势垒 掺杂 深紫外激光二极管
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日盲型AlGaN紫外阵列探测器研制
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作者 刘海军 张靖 +3 位作者 申志辉 周帅 周建超 姚彬彬 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期72-74,共3页
针对日盲紫外波段光信号的探测,研制了1 280×1 024/15μm×15μm AlGaN阵列型紫外探测器。像元采用共用N面电极的PIN台面结构,介绍了器件的结构、材料生长和制作工艺,并对器件进行了光电性能测试。结果表明:器件的正向开启电... 针对日盲紫外波段光信号的探测,研制了1 280×1 024/15μm×15μm AlGaN阵列型紫外探测器。像元采用共用N面电极的PIN台面结构,介绍了器件的结构、材料生长和制作工艺,并对器件进行了光电性能测试。结果表明:器件的正向开启电压大于10 V,反向击穿电压大于90 V;0.5 V偏压时单像元暗电流约为0.1 fA,1 V偏压时光谱响应范围为255~282 nm, 270 nm峰值波长响应度约为0.12 A/W。器件实现了日盲紫外成像演示。 展开更多
关键词 algan 日盲紫外 阵列探测器 成像
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具有微型倾斜栅场板的高频AlGaN/GaN HEMT器件结构研究
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作者 黄真通 宓珉瀚 +2 位作者 王鹏飞 马晓华 郝跃 《空间电子技术》 2024年第4期27-33,共7页
较小的器件尺寸可以帮助GaN基HEMT实现更高的频率特性,但会使器件内部电场集聚,引起击穿电压降低,严重限制器件的高频功率特性。为了解决上述问题,采用微型倾斜栅场板,可以在保持频率特性的情况下提升器件的击穿电压。通过对具有不同关... 较小的器件尺寸可以帮助GaN基HEMT实现更高的频率特性,但会使器件内部电场集聚,引起击穿电压降低,严重限制器件的高频功率特性。为了解决上述问题,采用微型倾斜栅场板,可以在保持频率特性的情况下提升器件的击穿电压。通过对具有不同关键参数(既倾斜角度)的AlGaN/GaN HEMT进行仿真分析,系统研究不同倾斜角度对器件特性的影响。研究发现击穿电压(V_(BK))随着倾斜角度的减小而增大;电流截止频率(f_(T))和最大振荡频率(f_(max))均随着倾斜角度的减小而降低。JFOM(JFOM=f_(T)·V_(BK))随着倾斜角度的减小先增大后降低,具有26.6°倾斜角度的器件的JFOM最大,达到了11.13THz V。通过大信号仿真,发现具有最优倾斜角度的器件工作在深AB类状态时,器件的最大增益、饱和输出功率密度、功率附加效率(PAE)分别为12.90dB、5.62W/mm、52.56%。 展开更多
关键词 algan/gan HEMTs 高频 微型倾斜栅场板 约翰逊品质因数 大信号仿真
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4H-SiC衬底上生长参数对AlGaN基深紫外多量子阱受激辐射特性的影响
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作者 张睿洁 郭亚楠 +4 位作者 吴涵 刘志彬 闫建昌 李晋闽 王军喜 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期894-904,共11页
SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析M... SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析MQWs的表面形貌和发光性能后发现,随着NH_(3)流量增加和生长温度升高,MQWs表面粗糙度降低,内量子效率提升。经优化,MQWs的内量子效率达到74.1%,室温下的激射阈值光功率密度和线宽分别为1.03 MW/cm~2和1.82 nm,发光波长为248.8 nm。这主要归因于高的NH3流量和生长温度抑制了有源区中的碳杂质并入,载流子辐射复合效率和材料增益增加;同时生长速率降低,改善了MQWs结构的表面形貌,降低了界面散射损耗。采用干法刻蚀和湿法腐蚀的复合工艺制备了光滑陡直的谐振腔,激光器的腔面损耗降低,阈值光功率密度和线宽进一步降低至889 kW/cm~2和1.39 nm。 展开更多
关键词 algan SIC 光泵浦激光器 Ⅴ/Ⅲ比 生长温度
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240 nm AlGaN-based deep ultraviolet micro-LEDs:size effect versus edge effect 被引量:2
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作者 Shunpeng Lu Jiangxiao Bai +6 位作者 Hongbo Li Ke Jiang Jianwei Ben Shanli Zhang Zi-Hui Zhang Xiaojuan Sun Dabing Li 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2024年第1期55-62,共8页
240 nm AlGaN-based micro-LEDs with different sizes are designed and fabricated.Then,the external quantum efficiency(EQE)and light extraction efficiency(LEE)are systematically investigated by comparing size and edge ef... 240 nm AlGaN-based micro-LEDs with different sizes are designed and fabricated.Then,the external quantum efficiency(EQE)and light extraction efficiency(LEE)are systematically investigated by comparing size and edge effects.Here,it is revealed that the peak optical output power increases by 81.83%with the size shrinking from 50.0 to 25.0μm.Thereinto,the LEE increases by 26.21%and the LEE enhancement mainly comes from the sidewall light extraction.Most notably,transversemagnetic(TM)mode light intensifies faster as the size shrinks due to the tilted mesa side-wall and Al reflector design.However,when it turns to 12.5μm sized micro-LEDs,the output power is lower than 25.0μm sized ones.The underlying mechanism is that even though protected by SiO2 passivation,the edge effect which leads to current leakage and Shockley-Read-Hall(SRH)recombination deteriorates rapidly with the size further shrinking.Moreover,the ratio of the p-contact area to mesa area is much lower,which deteriorates the p-type current spreading at the mesa edge.These findings show a role of thumb for the design of high efficiency micro-LEDs with wavelength below 250 nm,which will pave the way for wide applications of deep ultraviolet(DUV)micro-LEDs. 展开更多
关键词 algan deep ultraviolet micro-LEDs light extraction efficiency size effect edge effect
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Recess-free enhancement-mode AlGaN/GaN RF HEMTs on Si substrate
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作者 Tiantian Luan Sen Huang +12 位作者 Guanjun Jing Jie Fan Haibo Yin Xinguo Gao Sheng Zhang Ke Wei Yankui Li Qimeng Jiang Xinhua Wang Bin Hou Ling Yang Xiaohua Ma Xinyu Liu 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2024年第6期81-86,共6页
Enhancement-mode(E-mode)GaN-on-Si radio-frequency(RF)high-electron-mobility transistors(HEMTs)were fabri-cated on an ultrathin-barrier(UTB)AlGaN(<6 nm)/GaN heterostructure featuring a naturally depleted 2-D electro... Enhancement-mode(E-mode)GaN-on-Si radio-frequency(RF)high-electron-mobility transistors(HEMTs)were fabri-cated on an ultrathin-barrier(UTB)AlGaN(<6 nm)/GaN heterostructure featuring a naturally depleted 2-D electron gas(2DEG)channel.The fabricated E-mode HEMTs exhibit a relatively high threshold voltage(VTH)of+1.1 V with good uniformity.A maxi-mum current/power gain cut-off frequency(fT/fMAX)of 31.3/99.6 GHz with a power added efficiency(PAE)of 52.47%and an out-put power density(Pout)of 1.0 W/mm at 3.5 GHz were achieved on the fabricated E-mode HEMTs with 1-μm gate and Au-free ohmic contact. 展开更多
关键词 algan/gan heterostructure ultrathin-barrier ENHANCEMENT-MODE RADIO-FREQUENCY power added efficiency silicon substrate
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Current-collapse suppression and leakage-current decrease in AlGaN/GaN HEMT by sputter-TaN gate-dielectric layer
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作者 Bosen Liu Guohao Yu +12 位作者 Huimin Jia Jingyuan Zhu Jiaan Zhou Yu Li Bingliang Zhang Zhongkai Du Bohan Guo Lu Wang Qizhi Huang Leifeng Jiang Zhongming Zeng Zhipeng Wei Baoshun Zhang 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2024年第7期70-75,共6页
In this paper, we explore the electrical characteristics of high-electron-mobility transistors(HEMTs) using a TaN/AlGaN/GaN metal insulating semiconductor(MIS) structure. The high-resistance tantalum nitride(TaN) film... In this paper, we explore the electrical characteristics of high-electron-mobility transistors(HEMTs) using a TaN/AlGaN/GaN metal insulating semiconductor(MIS) structure. The high-resistance tantalum nitride(TaN) film prepared by magnetron sputtering as the gate dielectric layer of the device achieved an effective reduction of electronic states at the TaN/AlGaN interface, and reducing the gate leakage current of the MIS HEMT, its performance was enhanced. The HEMT exhibited a low gate leakage current of 2.15 × 10^(-7) mA/mm and a breakdown voltage of 1180 V. Furthermore, the MIS HEMT displayed exceptional operational stability during dynamic tests, with dynamic resistance remaining only 1.39 times even under 400 V stress. 展开更多
关键词 algan/gan MIS HEMTs gate dielectric layer DEPLETION-MODE gate reliability I_(on)/I_(off)ratio
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Effects of 1 MeV electron radiation on the AlGaN/GaN high electron mobility transistors
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作者 Shijie Pan Shiwei Feng +4 位作者 Xuan Li Zixuan Feng Xiaozhuang Lu Kun Bai Yamin Zhang 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2024年第9期70-75,共6页
In this study, the effects of 1 MeV electron radiation on the D-mode GaN-based high electron mobility transistors(HEMTs) were investigated after different radiation doses. The changes in electrical properties of the d... In this study, the effects of 1 MeV electron radiation on the D-mode GaN-based high electron mobility transistors(HEMTs) were investigated after different radiation doses. The changes in electrical properties of the device were obtained, and the related physical mechanisms were analyzed. It indicated that under the radiation dose of 5 × 10^(14) cm^(-2), the channel current cannot be completely pinched off even if the negative gate voltage was lower than the threshold voltage, and the gate leakage current increased significantly. The emission microscopy and scanning electron microscopy were used to determine the damage location. Besides, the radiation dose was adjusted ranging from 5 × 10^(12) to 1 × 10^(14) cm^(-2), and we noticed that the drain-source current increased and the threshold voltage presented slightly negative shift. By calculations, it suggested that the carrier density and electron mobility gradually increased. It provided a reference for the development of device radiation reinforcement technology. 展开更多
关键词 algan/gan HEMT electron radiation performance degradation device damage
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AlGaN/GaN异质结HEMT电学特性仿真研究
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作者 李尧 张栩莹 +6 位作者 王爱玲 牛瑞霞 王奋强 蓝俊 张鹏杰 刘良朋 吴回州 《现代电子技术》 北大核心 2024年第16期23-27,共5页
GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)作为宽禁带功率半导体器件的代表,在电子电路的应用方面有巨大的潜力。GaN HEMT因其高击穿电压、高电子迁移率等优异性能,适用于各种高频、高功率器件,并被广泛应用于雷达和航空航天等领域。文中利用Silva... GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)作为宽禁带功率半导体器件的代表,在电子电路的应用方面有巨大的潜力。GaN HEMT因其高击穿电压、高电子迁移率等优异性能,适用于各种高频、高功率器件,并被广泛应用于雷达和航空航天等领域。文中利用Silvaco TCAD软件,定义了AlGaN/GaN单异质结和双异质结HEMT结构,并对其转移特性、输出特性、频率特性和热特性进行了仿真研究。结果表明,AlGaN/GaN双异质结HEMT比单异质结器件具有更好的性能。这主要得益于双异质结二维电子气具有更好的限域性,并且载流子迁移率高的优势。 展开更多
关键词 algan/gan异质结 HEMT 二维电子气 转移特性 输出特性 频率特性 热特性
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基于微区拉曼法的AlGaN/GaN HEMT沟道温度测试研究
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作者 王瑞泽 郭怀新 +3 位作者 付志伟 尹志军 李忠辉 陈堂胜 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第3期13-18,44,共7页
针对现有温度测试技术难以满足GaN器件寿命、可靠性以及热管理控制对沟道温度精确评估的需求,开展基于微区拉曼法测定AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的沟道温度的研究。使用拉曼系统测量GaN材料的E2声子频率特征峰来确定沟道温度。... 针对现有温度测试技术难以满足GaN器件寿命、可靠性以及热管理控制对沟道温度精确评估的需求,开展基于微区拉曼法测定AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的沟道温度的研究。使用拉曼系统测量GaN材料的E2声子频率特征峰来确定沟道温度。通过使用洛伦兹拟合方法,提高拉曼测试结果精度。对微区拉曼法和红外热成像法测量器件结温进行量化研究,器件的直流输出功率密度分别为6、8、10 W/mm时基于微区拉曼法测得的GaN器件沟道温度分布为140.7、176.7、213.6℃;基于红外热成像法测得的温度分布为132.0、160.2、189.8℃。其测试精度相对红外法分别提升6.6%,10.3%和12.5%,同时尝试探索沟道深度方向的温度测量,实现沟道下3μm的温度测量,结果表明微区拉曼法有更高的测试精度,对器件结温的测量与评估以及热管理技术的提升都有重要意义。 展开更多
关键词 微区拉曼法 algan/gan HEMT 沟道温度 红外热成像法
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