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4H-SiC射频功率MESFET大信号直流I-V特性解析模型 被引量:11
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作者 杨林安 张义门 +2 位作者 吕红亮 张玉明 于春利 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1160-1164,共5页
根据 4H - Si C高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点 ,对适用于 Si和 Ga As MESFET的直流I- V特性理论进行了分析与修正 .采用高场下载流子速度饱和理论 ,以双曲正切函数作为表征 I- V特性的函数关系 ,建立了室温条件下 4H ... 根据 4H - Si C高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点 ,对适用于 Si和 Ga As MESFET的直流I- V特性理论进行了分析与修正 .采用高场下载流子速度饱和理论 ,以双曲正切函数作为表征 I- V特性的函数关系 ,建立了室温条件下 4H - Si C射频功率 MESFET直流 I- V特性的准解析模型 ,适于描述短沟道微波段 4H- Si CMESFET的大信号非线性特性 ,计算结果与实验数据有很好的一致性 .同时与 MEDICI模拟器的模拟结果也进行了比较 . 展开更多
关键词 碳化硅 4H-SIC 射频功率 mesfet 非线性大信号模型 直流I-V特性 场效应晶体管
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S波段脉冲大功率SiC MESFET 被引量:6
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作者 杨霏 潘宏菽 +3 位作者 霍玉柱 商庆杰 默江辉 闫锐 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第1期12-14,20,共4页
采用自主开发的3英寸(75mm)SiC外延技术和SiC MESFET的设计及工艺加工技术,成功地实现了S波段中长脉宽条件下(脉宽300μs,占空比10%),输出功率大于200W,功率增益大于11dB,功率附加效率大于30%的性能样管,脉冲顶降小于0.5dB,实现了大功... 采用自主开发的3英寸(75mm)SiC外延技术和SiC MESFET的设计及工艺加工技术,成功地实现了S波段中长脉宽条件下(脉宽300μs,占空比10%),输出功率大于200W,功率增益大于11dB,功率附加效率大于30%的性能样管,脉冲顶降小于0.5dB,实现了大功率输出条件下的较高功率增益和功率附加效率及较小的脉冲顶降,初步显示了SiC功率器件的优势。器件设计采用多胞合成技术,为减小引线电感对功率增益的影响,采用了源引线双边接地技术;为提高器件的工作频率,采用了电子束写栅技术;为提高栅的可靠性,采用了加厚栅金属和国家授权的栅平坦化发明专利技术;同时采用了以金为主体的多层难熔金属化系统,提高了器件的抗电迁徙能力。 展开更多
关键词 碳化硅 金属-肖特基势垒场效应晶体管(mesfet) S波段 脉冲 大功率
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S-Band 1mm SiC MESFET with 2W Output on Semi-Insulated SiC Substrate 被引量:5
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作者 蔡树军 潘宏菽 +2 位作者 陈昊 李亮 赵正平 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期266-269,共4页
A SiC MESFET structure is successfully prepared on a semi-insulated 50mm SiC substrate using a hotwall SiC reactor. The doping concentration for the channel layer is about 1.7 × 10^17 cm^-3 , and the thickness is... A SiC MESFET structure is successfully prepared on a semi-insulated 50mm SiC substrate using a hotwall SiC reactor. The doping concentration for the channel layer is about 1.7 × 10^17 cm^-3 , and the thickness is about 0.35μm. An unintentionally n-doped buffer layer is employed between the substrate and the channel layer. A cap layer for Ohmic contact is doped to 10^19cm^-3. MESFET devices are fabricated using inductively coupled plasma etching and other conventional tools. Power devices with a 1mm gate width are measured and a 2W output at 2GHz is obtained. 展开更多
关键词 mesfet SiC buffer layer
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用改进的遗传算法精确提取GaAs MESFET小信号等效电路参数 被引量:3
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作者 张有涛 夏冠群 +3 位作者 高建峰 李拂晓 铁宏安 杨乃彬 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期869-873,共5页
提出了一种改进的遗传算法 ,应用于提取 Ga As MESFET小信号等效电路参数 .改进的算法采用浮点编码连续突变 ,多种遗传操作合作运行 ,并应用子代优化策略克服了传统遗传算法可能出现的种群退化现象 ,该算法可快速搜索到全局最优解而不... 提出了一种改进的遗传算法 ,应用于提取 Ga As MESFET小信号等效电路参数 .改进的算法采用浮点编码连续突变 ,多种遗传操作合作运行 ,并应用子代优化策略克服了传统遗传算法可能出现的种群退化现象 ,该算法可快速搜索到全局最优解而不受初始值限制 .在 0 .1~ 1 0 GHz范围内实现了精确、快速地提取 Ga As MESFET小信号等效电路参数 ,并可合理外推至 2 0 GHz,整个过程无需人工干预 .算法用 Matlab语言实现 ,可方便地应用于 HBT和HEMT以及无源元件电容。 展开更多
关键词 参数提取 遗传算法 模型 mesfet EEACC 2560B 0260 1350F
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高温SiC MESFET特性模拟研究 被引量:5
5
作者 吕红亮 张义门 +1 位作者 张玉明 何光 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期776-780,共5页
在建立SiC材料和器件的有关模型基础上 ,运用二维器件模拟器MEDICI在 2 0 0~ 70 0K温度范围内 ,对 4H SiCMESFET的直流和交流小信号特性进行了模拟与分析 .将模拟所得到的高温特性典型参数与实验值进行比较分析 ,得到较满意的结果 .
关键词 碳化硅 mesfet 交流小信号特性 二维模拟 场效应晶体管
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半绝缘GaAs衬底中位错对MESFETs旁栅效应的影响 被引量:7
6
作者 吴巨 何宏家 +2 位作者 范缇文 王占国 张绵 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第7期558-560,共3页
在位错密度不同的LEC半绝缘(SI)GaAs衬底上离子注入制做MESFETs,观察衬底位错对MESFETs旁栅效应的影响.结果表明,衬底中高位错密度可以抑制旁栅效应.
关键词 砷化镓 衬底 位错 mesfetS 旁栅效应
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S波段10W SiC MESFET的研制 被引量:11
7
作者 潘宏菽 李亮 +5 位作者 陈昊 齐国虎 霍玉柱 杨霏 冯震 蔡树军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期940-943,共4页
采用在75 mm 4H-SiC半绝缘衬底上实现的国产SiC MESFET外延材料进行器件研制,在该器件的具体研制工艺中利用感应耦合等离子体干法腐蚀,牺牲层氧化等工艺技术,研制出2 GHz工作频率下连续波输出功率大于10 W、功率增益大于9 dB、功率附加... 采用在75 mm 4H-SiC半绝缘衬底上实现的国产SiC MESFET外延材料进行器件研制,在该器件的具体研制工艺中利用感应耦合等离子体干法腐蚀,牺牲层氧化等工艺技术,研制出2 GHz工作频率下连续波输出功率大于10 W、功率增益大于9 dB、功率附加效率不低于35%的MESFET功率样管,该器件的特征频率达6.7 GHz,最高振荡频率达25 GHz。对芯片加工工艺和器件的测试技术进行了分析,给出了相应的工艺和测试结果。 展开更多
关键词 碳化硅 微波 功率器件 金属-半导体场效应晶体管
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微波大功率SiC MESFET及MMIC 被引量:5
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作者 柏松 陈刚 +3 位作者 吴鹏 李哲洋 郑惟彬 钱峰 《中国电子科学研究院学报》 2009年第2期137-139,共3页
利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC MESFET和MMIC的工艺技术研究。研制的SiC MESFET采用栅场板结构,显示出优异的脉冲功率特性,20mm栅宽器件在2GHz脉冲输出功率达100W。将四个20mm栅宽的SiC MESFET芯片通过内匹配技术进行功率... 利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC MESFET和MMIC的工艺技术研究。研制的SiC MESFET采用栅场板结构,显示出优异的脉冲功率特性,20mm栅宽器件在2GHz脉冲输出功率达100W。将四个20mm栅宽的SiC MESFET芯片通过内匹配技术进行功率合成,合成器件的脉冲功率超过320W,增益8.6dB。在实现SiC衬底减薄和通孔技术的基础上,设计并研制了国内第一片SiC微波功率MMIC,在2~4GHz频带内小信号增益大于10dB,脉冲输出功率最大超过10W。 展开更多
关键词 SIC mesfet 微波功率 宽带 MMIC
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SiC MESFET工艺技术研究与器件研制 被引量:9
9
作者 商庆杰 潘宏菽 +4 位作者 陈昊 霍玉柱 杨霏 默江辉 冯震 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期549-552,共4页
针对SiC衬底缺陷密度相对较高的问题,研究了消除或减弱其影响的工艺技术并进行了器件研制。通过优化刻蚀条件获得了粗糙度为2.07nm的刻蚀表面;牺牲氧化技术去除刻蚀带来的表面损伤层,湿氧加干氧的氧化方式生长的SiO2钝化膜既有足够的厚... 针对SiC衬底缺陷密度相对较高的问题,研究了消除或减弱其影响的工艺技术并进行了器件研制。通过优化刻蚀条件获得了粗糙度为2.07nm的刻蚀表面;牺牲氧化技术去除刻蚀带来的表面损伤层,湿氧加干氧的氧化方式生长的SiO2钝化膜既有足够的厚度又保证了致密性良好的界面,减小了表面态对栅特性和沟道区的影响,获得了理想因子为1.17,势垒高度为0.72eV的良好的肖特基特性;等平面工艺有效屏蔽了衬底缺陷对电极互连引线的影响,减小了反向截止漏电流,使器件在1mA下击穿电压达到了65V,40V下反向漏电流为20μA。为了提高器件成品率,避免或减小衬底缺陷深能级对沟道电流的影响,使用该工艺制备的小栅宽SiC MESFET具有195mA/mm的饱和电流密度,-15V的夹断电压。初步测试该器件有一定的微波特性,2GHz下测试其最大输出功率为30dBm,增益大于5dB。 展开更多
关键词 碳化硅 金属-半导体场效应晶体管 牺牲氧化 干法刻蚀 等平面工艺
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GaAs MESFET正向肖特基结电压温度特性的研究 被引量:9
10
作者 冯士维 吕长志 丁广钰 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第11期747-753,共7页
本文对GaAsMESFET正向肖特基结电压Vgsf随温度的变化特性进行了测量与分。析,得到了在较宽的温度范围内恒定电流下的Vgsf随温度的变化有很好的线性关系,并发现其温度系数α=dVgsf/dT与测试电流有关,随着... 本文对GaAsMESFET正向肖特基结电压Vgsf随温度的变化特性进行了测量与分。析,得到了在较宽的温度范围内恒定电流下的Vgsf随温度的变化有很好的线性关系,并发现其温度系数α=dVgsf/dT与测试电流有关,随着I的增大|α|减少.经过对试验点的拟合发现,kT与I的变化满足指数关系,且Vgsf随温度的变化曲线在不同的测试电流下具有聚焦特性,即在绝对零度时,不同电流下的Vgsf具有相同的值.据此,我们得到了新的肖特基结电流电压关系式,很好地解释了Vgsf-T曲线与测试电流的关系及其不同测试电流下的聚焦特性. 展开更多
关键词 砷化镓 mesfet 肖特基结 电压 温度特性
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S波段88W SiC MESFET推挽放大器研究 被引量:3
11
作者 默江辉 李亦凌 +4 位作者 王勇 潘宏菽 李亮 陈昊 蔡树军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期78-80,96,共4页
采用管壳内预匹配及外电路匹配相结合的方法,制作成功S波段高增益、高效率、大功率SiC MESFET推挽放大器。采用预匹配技术提高了器件输入、输出阻抗,优化了测试电路结构,成功消除了输入信号对栅极偏置电压的影响,提高了电路稳定性。放... 采用管壳内预匹配及外电路匹配相结合的方法,制作成功S波段高增益、高效率、大功率SiC MESFET推挽放大器。采用预匹配技术提高了器件输入、输出阻抗,优化了测试电路结构,成功消除了输入信号对栅极偏置电压的影响,提高了电路稳定性。放大器在脉宽为300μs、占空比为10%脉冲测试时,频率2GHz,Vds=50V脉冲输出峰值功率为88.7W(49.5dBm),功率增益为8.1dB,峰值功率附加效率为30.4%。 展开更多
关键词 SIC mesfet 预匹配 推挽放大器
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大功率SiC MESFET内匹配技术及测试电路研究 被引量:6
12
作者 默江辉 王丽 +6 位作者 刘博宁 李亮 王勇 陈昊 冯志红 何庆国 蔡树军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期658-660,668,共4页
采用管壳内匹配及外电路匹配相结合的方法,成功制作四胞合成大功率高增益SiCMESFET。优化了芯片装配形式,采用内匹配技术提高了器件输入、输出阻抗。优化了测试电路结构,成功消除了输入信号对栅极偏置电压的影响,提高了电路稳定性。四... 采用管壳内匹配及外电路匹配相结合的方法,成功制作四胞合成大功率高增益SiCMESFET。优化了芯片装配形式,采用内匹配技术提高了器件输入、输出阻抗。优化了测试电路结构,成功消除了输入信号对栅极偏置电压的影响,提高了电路稳定性。四胞器件在脉宽为300μs、占空比为10%脉冲测试时,2 GHzVds=50 V脉冲输出功率为129 W(51.1 dBm),线性增益为13.0 dB,功率附加效率为31.4%。 展开更多
关键词 SiCmesfet 内匹配 大功率
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GaAs MESFET欧姆接触可靠性研究进展 被引量:2
13
作者 穆甫臣 李志国 +4 位作者 郭伟玲 张万荣 孙英华 程尧海 严永鑫 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第5期6-12,28,共8页
报道了n型GaAs上欧姆接触的制备及其可靠性,以及基于欧姆接触退化的GaAsMES-FET的失效分析。结果表明,n型GaAs上欧姆接触的制备已日趋成熟,接触电阻有所减小,表面形貌及热稳定性方面都得到了很大程度的提高,... 报道了n型GaAs上欧姆接触的制备及其可靠性,以及基于欧姆接触退化的GaAsMES-FET的失效分析。结果表明,n型GaAs上欧姆接触的制备已日趋成熟,接触电阻有所减小,表面形貌及热稳定性方面都得到了很大程度的提高,接触材料也日趋丰富,GaAsMESFET的失效分析方法也有明显改进。 展开更多
关键词 mesfet 欧姆接触 可靠性 砷化镓
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用于GaAs功率MESFET的新型钝化膜 被引量:3
14
作者 曹昕 罗晋生 +1 位作者 陈堂胜 陈克金 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期165-169,共5页
用直流反应溅射淀积的AlN薄膜对GaAs功率MESFET进行了钝化。给出了钝化后器件的直流特性。器件的直流参数BVGD、IDSS和Vp在钝化后几乎没有改变。还给出了器件的微波特性。实验证明,AlN钝化的器件性能较好,它是一种很有前途的GaAs钝化... 用直流反应溅射淀积的AlN薄膜对GaAs功率MESFET进行了钝化。给出了钝化后器件的直流特性。器件的直流参数BVGD、IDSS和Vp在钝化后几乎没有改变。还给出了器件的微波特性。实验证明,AlN钝化的器件性能较好,它是一种很有前途的GaAs钝化材料。 展开更多
关键词 功率mesfet 钝化 ALN薄膜 砷化镓 溅射
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S波段系列SiC MESFET器件研制 被引量:7
15
作者 李亮 潘宏菽 +4 位作者 默江辉 陈昊 冯震 杨克武 蔡树军 《微纳电子技术》 CAS 2008年第6期322-325,333,共5页
SiC材料具有宽禁带、高电子饱和漂移速度、高击穿电压、高热导率和相对低的介电常数等优点,使SiC MESFET在微波功率等方面的应用得到了快速发展。采用国产SiC外延片,解决了欧姆接触、干法刻蚀及损伤修复等一系列工艺难题;针对不同应... SiC材料具有宽禁带、高电子饱和漂移速度、高击穿电压、高热导率和相对低的介电常数等优点,使SiC MESFET在微波功率等方面的应用得到了快速发展。采用国产SiC外延片,解决了欧姆接触、干法刻蚀及损伤修复等一系列工艺难题;针对不同应用背景,研制出总栅宽分别为1、5、15、20mm系列SiCMESFET样管。在2GHz脉冲状态下,300μs脉宽、10%占空比、20mm栅宽器件单胞输出功率超过80W,功率密度大于4W/mm;15mm栅宽器件在3.1~3.4GHZ频带脉冲功率输出超过30W。该研究结果为SiC器件的实用化奠定了基础。 展开更多
关键词 碳化硅 S波段 功率器件 金属-半导体场效应晶体管 功率密度
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SiC MESFET非线性模型及其嵌入研究 被引量:3
16
作者 徐跃杭 国云川 +2 位作者 徐锐敏 延波 吴韵秋 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期443-446,453,共5页
基于TOM直流I-V模型和Angelov非线性电容模型,该文建立了适合SiC MESFET的非线性模型,并利用符号定义器件(SDD)实现了在安捷伦ADS软件中嵌入,最终建立了SiC MESFET工艺的模型库。该非线性模型考虑了击穿特性、色散效应和自热效应等,可... 基于TOM直流I-V模型和Angelov非线性电容模型,该文建立了适合SiC MESFET的非线性模型,并利用符号定义器件(SDD)实现了在安捷伦ADS软件中嵌入,最终建立了SiC MESFET工艺的模型库。该非线性模型考虑了击穿特性、色散效应和自热效应等,可进行直流、散射S参数和谐波平衡等ADS软件中的仿真器。该模型在国内SiC MESFET工艺线上的验证结果表明模型具有较好的精度。 展开更多
关键词 金属半导体场效应晶体管 非线性模型 碳化硅 符号定义器件
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太赫兹探测用GaAs MESFET I-V特性模拟计算 被引量:5
17
作者 李凡 史衍丽 +1 位作者 赵鲁生 徐文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1205-1208,共4页
Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料GaAs,由于其本征载流子浓度比Si约低104,电子迁移率约是Si的5倍,电阻率高达108Ωcm,有利于降低寄生电容,减少漏电流;另外,GaAs材料便于加工,可方便地实现大规模集成,适用于制作MESFET器件。目前用于太赫兹探测的... Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料GaAs,由于其本征载流子浓度比Si约低104,电子迁移率约是Si的5倍,电阻率高达108Ωcm,有利于降低寄生电容,减少漏电流;另外,GaAs材料便于加工,可方便地实现大规模集成,适用于制作MESFET器件。目前用于太赫兹探测的GaAs MESFET在国际上有了较大的发展,为了进一步研究MESFET的器件特性,参照国外现有的作为太赫兹探测的GaAsMESFET器件结构,通过建立器件结构模型,并进行掺杂、网格化后使用Synopsys器件模拟软件求解泊松方程,计算并分析了其电流电压特性。计算结果和实验测量结果比较吻合。 展开更多
关键词 金属半导体场效应管 太赫兹探测 I-V特性 器件模拟 Synopsys器件模拟软件
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基于实验与物理分析的4H-SiC射频功率MESFET大信号非线性精确电容模型 被引量:2
18
作者 杨林安 张义门 张玉明 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期188-192,共5页
采用电荷控制理论和载流子速度饱和理论的物理分析方法 ,并结合 Statz、Angelov等经验模型的描述方法 ,提出了常温下针对 4 H- Si C射频功率 MESFET的大信号非线性电容模型 .此模型在低漏源偏压区对栅源电容 Cgs强非线性的描述优于 Stat... 采用电荷控制理论和载流子速度饱和理论的物理分析方法 ,并结合 Statz、Angelov等经验模型的描述方法 ,提出了常温下针对 4 H- Si C射频功率 MESFET的大信号非线性电容模型 .此模型在低漏源偏压区对栅源电容 Cgs强非线性的描述优于 Statz、Angelov等经验模型 ,计算量也远低于基于器件物理特性的数值模型 。 展开更多
关键词 4H-SIC 射频功率 mesfet 非线性大信号模型 电容模型
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GaAsMESFET热特性电学法测量与分析 被引量:2
19
作者 冯士维 谢雪松 +3 位作者 吕长志 何大伟 刘成名 李道成 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期32-35,18,共5页
采用快速脉冲技术,研制了GaAsMESFET热特性测试仪,并测量、分析了GaAsMESFET冷响应曲线、温升、稳态热阻、瞬态热阻及热响应曲线。采用该方法,可在器件正常工作条件下,快速、非破坏性地测量分析器件的芯片、粘... 采用快速脉冲技术,研制了GaAsMESFET热特性测试仪,并测量、分析了GaAsMESFET冷响应曲线、温升、稳态热阻、瞬态热阻及热响应曲线。采用该方法,可在器件正常工作条件下,快速、非破坏性地测量分析器件的芯片、粘接及管壳各部分的热阻。 展开更多
关键词 热阻 电学法 热响应曲线 砷化镓 mesfet
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电子级金刚石材料生长及其MESFET器件特性
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作者 王晶晶 何泽召 +4 位作者 宋旭波 张平伟 郭辉 冯志红 蔡树军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期685-690,共6页
采用直流电弧喷射法制备了电子级自支撑金刚石材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察金刚石膜表面形貌,用Raman光谱仪和X射线衍射仪进行晶体分析及表征,结果表明,金刚石薄膜为(110)择优取向,厚度均匀,... 采用直流电弧喷射法制备了电子级自支撑金刚石材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察金刚石膜表面形貌,用Raman光谱仪和X射线衍射仪进行晶体分析及表征,结果表明,金刚石薄膜为(110)择优取向,厚度均匀,电学性能稳定。研究了抛光转速和压力对金刚石膜抛光效率的影响,抛光处理后金刚石表面粗糙度(R ms)为0.569 nm。采用氢等离子体处理方法对该样品进行处理形成p型表面沟道,并采用自对准工艺制作出具有射频特性的金刚石场效应晶体管,其饱和电流密度为330.9 mA/mm,电流截止频率f T为9.3 GHz,最大振荡频率f max为18.5 GHz。 展开更多
关键词 直流电弧喷射法 多晶金刚石 射频场效应晶体管(RF mesfet) 射频特性 抛光速率
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