AlGaN/GaN基HEMT器件的研究进展(英文)

由于AlGaN具有高的击穿电场(3 MV/cm,是GaAs的7.5倍),且在AlGaN/GaN异质结处存在高浓度的极化诱导二维电子气,AlGaN基高电子迁移率晶体管是目前最适合应用于微波大功率放大领域的器件。着重对影响高频大功率AlGaN/GaN性能的材料结构和器件制作进行了阐述。

HEMT器件电磁脉冲毁伤机理仿真分析及试验研究

以强电磁脉冲为典型代表的复杂电磁环境对雷达前端关键模块与器件的可靠性不断构成威胁。本文对雷达前端电路中低噪声放大器的关键器件——GaAs HEMT进行了强电磁脉冲效应仿真研究与试验验证。利用仿真软件构建了GaAs HEMT的二维热电模型,并对器件栅极注入强电磁脉冲的情况进行了仿真,研究发现,该注入条件下器件内部峰值温度呈现周期性的上升-下降-上升-下降趋势,最终达到GaAs的熔点温度,导致器件烧毁,烧毁位置在栅极下方偏向源极的位置。通过对低噪声放大器芯片进行注入实验和剖片分析,在TEM显微镜下观察到GaAs HEMT器件栅极下方靠近源极的区域有明显烧毁,与仿真结果相符。通过对仿真数据的处理和拟合,总结了器件烧毁功率阈值和能量阈值与注入微波脉宽的关系,得出器件烧毁的功率阈值随着脉宽的增大而减小,能量阈值随着脉宽的增大而增大,与经验公式相符。

HEMT器件质子辐射效应仿真

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)器件具有抗高频、耐高温、大功率、抗辐射等特性,在核反应堆、宇宙探测等辐射环境中具有广阔的应用前景。借助SRIM软件仿真1.8 MeV质子辐射对不同AlGaN势垒层纵向尺寸下的常规耗尽型器件内部产生空位密度的影响,并观察空位密度随深度的变化规律。在最优AlGaN势垒层厚度条件下,通过仿真对比5种不同栅氧层材料的MIS-HEMT器件,发现氮化铝(AlN)栅氧层材料具有相对较好的抗辐射效果。

不同高场应力下SiN钝化的AlGaN/GaN HEMT器件的性能退化

采用不同的高场应力对Si N钝化前后的Al GaN/GaN HEMT器件进行直流应力测试,实验发现:应力后器件主要参数如饱和漏电流IDS,跨导峰值gm和阈值电压VTH等均发生了明显退化,而且这些退化还是可以完全恢复的。分析表明:高场应力后,在栅漏区高场作用下,表面和Al GaN势垒层的陷阱俘效应增加,使得器件参数漂移,从而导致器件电特性退化。偏置应力VDS=20V,VGS=0V后发现Si N钝化使得应力产生的IDS、退化从36%减少到了30%。这说明高场应力下,虽然Si N钝化一定程度上有助于阻挡电子陷落表面态和2DEG耗尽,但是它不能从根本上解决Al GaN/GaN HEMT的高场退化问题。作者认为在钝化的基础上应当结合其他工艺方法例如帽层结构或者场板结构来改善高场下器件的退化问题。

0．15μm栅长Ka波段GaN功率HEMT器件

宽带隙GaN基材料具有临界击穿场强高、峰值电子漂移速度高以及抗腐蚀、耐高温等优异的物理、化学性质，是研制高性能的固态毫米波器件的优选材料。AlGaN／GaNHEMT器件由于高浓度的二维电子气以及高的电子迁移率特性，使其在获得和GaAsPHEMT同样频率特性的基础下可以获得更高的输出功率密度，

毫米波HEMT器件的开发与应用

报道了毫米波ＨＥＭＴ的发展及现状，介绍了低噪声和功率器件的一些相关技术和典型研究水平。并介绍了１２ＧＨｚ的低噪声ＨＥＭＴ在卫星电视接收机中的应用情况。

GaN基HEMT器件特性建模及表征方法研究

目前，GaN基HEMT器件以其优越的性能而受到广泛的关注。在器件结构的设计中，器件的尺寸、材料的物理参数都严重影响GaN基HEMT器件的优越性能。基于器件仿真软件ISE—TCAD，本文研究了器件各部分的尺寸、各种材料的物理参数对器件沟道中二维电子气（2DEG）密度、器件直流特性等参数的影响。结果表明器件沟道中的二维电子气的密度随着AIGaN厚度的增加、AIxGal—xN中铝摩尔含量的增加、

^(60)Co γ射线辐照对AlGaN/GaN HEMT器件直流特性的影响

主要研究了0.2Mrad60Coγ辐照前后AlGaN/GaN HEMT器件电学特性的变化,器件电学参数的退化主要表现为输出电流下降、栅泄漏电流增加、栅漏二极管的正/反向电流增大,而阈值电压几乎没有变化。这些变化是由于辐照产生的缺陷和陷阱使得2DEG浓度和迁移率下降,进而造成了器件的退化。

浅析GaN基新型结构HEMT器件

近些年来,随着时代经济的飞速发展以及科技的进步,GaN材料不仅仅有着较高的饱和电子迁移速度,同时也有着较高的击穿场强。对于GaN基的HEMT器件而言,是实现毫米波功率器件的一种重要选择。分析GaN基新型结构HEMT器件时,首先对GaN基新型结构HEMT器件的发展历程进行回顾,其次对GaN基新型结构HEMT器件的设计原理做了具体的分析,最后探讨了GaN基新型结构HEMT器件的基本结构。

小尺寸栅极HEMT器件结温测量

用现有的红外法测量的GaN基HEMT器件结温,比实际最高温度点的温度低。而用喇曼法测量结温对设备要求高且不易于操作。针对现有技术对GaN基HEMT器件结温的测量存在一定困难的问题,设计了一款HEMT器件匹配电路。利用红外热像仪测量HEMT器件的结温升高,并结合物理数值模拟仿真,提出一种小尺寸栅极结温升高测量方法。结果表明,建立正确的仿真模型,可以得到不同栅极长度范围内的温度。通过这种方法可以测量出更接近实际的结温,为之后研究加载功率与壳温对Al GaN/GaN HEMT器件热阻的影响奠定了理论基础,并且为实际工作中热特性研究提供了参考依据。

氮化镓HEMT器件辐射效应综述

在高频、大功率、高温、高压等领域,氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)器件因其优异的耐辐射性能而被广泛地应用于卫星、太空探测、核反应堆等领域。尽管从理论和一些试验研究中可以得知,氮化镓材料具有良好的耐辐射特性,但在实际应用中,因其制作工艺及结构等因素的影响,氮化镓HEMT器件的耐辐射特性受到了很大的影响和挑战。本文介绍了氮化镓HEMT器件几种辐射效应,并对氮化镓HEMT器件辐射的研究进行了综述。

毫米波HEMT器件的电路模型研究

提出一种在微波与毫米波段快速、精确地建立ＨＥＭＴ器件等效电路的新方法，并对ＨＥＭＴ器件的噪声模型及参数的提取方式进行了研究．给出了等效电路模型（２～６０ＧＨｚ）和噪声模型（２～２６ＧＨｚ）的数值结果．

一种新型的常通型GaN HEMT器件

对新型常通型GaN HEMT器件的特性和参数进行了研究。阐述了其静态和动态特性以及电流崩塌问题。针对其动态特性,与相近定额的Si MOSFET器件(TK2Q60D)在开通、关断时间与栅源电压的关系方面进行了对比,探讨了常通型GaN HEMT器件在不同输入电压和不同开关频率下的电流崩塌现象,并采用升压(Boost)电路,对常通型GaN HEMT器件和Si MOSFET器件的最高工作频率能力进行了对比。实验结果表明,常通型GaN HEMT器件具有更高的工作频率,且工作频率的升高不影响电流崩塌现象。

AlGaN/GaN HEMT器件的低频噪声测试方法研究

AlGaN/GaN HEMT器件的低频噪声比常规电参数对缺陷更为敏感,缺陷信息更加丰富,且具有不可恢复的特点,与器件的质量和可靠性密切相关。该文设计了AlGaN/GaN HEMT器件低频噪声测试的偏置电路、建立了一套低频噪声测试系统,对不同测试端口和偏置条件下的低频噪声水平进行了测试,通过对比分析得到了低频噪声测试结果与电压、电流之间的关系,并对测试结果进行了误差分析,对AlGaN/GaN HEMT器件的可靠性评价有重要意义。

增强型GaN HEMT器件的实现方法与研究进展

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。

苏州纳米所在增强型GaN HEMT器件研究方面取得进展

由于GaN具有大禁带宽度、高电子迁移率、高击穿场强等优点,GaN HEMT成为新一代功率器件研究的热点。由于极化作用,AlGaN/GaN异质结界面会形成高浓度的二维电子气,浓度可达到1013/cm2量级,因此一般的GaN HEMT都是耗尽型器件。

微电子所等研制出国际先进的氮化镓增强型MIS-HEMT器件

近日，中国科学院微电子研究所氮化镓（GaN）功率电子器件研究团队与香港科技大学教授陈敬团队、西安电子科技大学教授、中科院院士郝跃团队合作，在GaN增强型MIS-HEMT器件研制方面取得新进展，成功研制出具有国际先进水平的高频增强型GaN MIS-HEMT器件。

科锐宣布升级工艺设计套件开发碳化硅衬底氮化镓HEMT器件

科锐公司（Nasdaq：CREE）宣布升级一款先进的工艺设计套件’（PDK），该款PDK基于安捷伦公司的AdvancedDesignSystem（ADS）软件，能够为微波和无线射频设计工程师提供研发碳化硅衬底氮化镓（GaN—on—SiC）HEMT器件的一整套设计和仿真工具。该款PDK结合了安捷伦公司最新版的ADS以及科锐碳化硅衬底氮化镓加工技术参数和设计规则，以帮助工程师缩短单片微波集成电路（MMIC）的研发时间。

InP基HEMT器件技术及其在集成电路上的应用

本文报道了用于制造超高过集成电路的０．１μｍ栅长ＩｎＰ基ＨＥＭＴ器件技术。该技术主要包括非合金欧姆接触和具有高重复性和均匀性的Ｔ型栅技术。作为该技术应用于集成电路的例子，本文描述了一个噪声系数为２，６ｄＢ的５０ＧＨｚ低噪声放大器和一个增益为９ｄＢ，带宽为６０ＧＨｚ的分布基带放大器。本文还讨论了挖槽终止层的使用以进一步提高挖槽的重复性。

AlGaN/GaN HEMT器件制备工艺流程介绍

AlGaN/GaN HEMT器件制造主要分为AlGaN/GaN异质结材料的生长和HEMT器件制备两个主要部分,材料生长的好坏和器件制作工艺都将对器件的性能产生深远影响,本文主要对AlGaN/GaN材料的生长和HEMT器件制备的工艺流程进行介绍。