检验GaN基外延材料质量的简易方法

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作者 李诚瞻 魏珂 +3 位作者 郑英奎 刘果果 庞磊 刘新宇 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期109-111,122,共4页

研究了GaN基外延材料对Al GaN/GaN HEMT电流崩塌效应影响,基于背对背肖特基I-V特性的对称性与Al GaN/GaN HEMT电流崩塌效应的对应关系,提出了一种检验GaN基外延材料的简便方法。实验观察到,背对背肖特基结I-V特性对称性好的外延材料,所... 研究了GaN基外延材料对Al GaN/GaN HEMT电流崩塌效应影响,基于背对背肖特基I-V特性的对称性与Al GaN/GaN HEMT电流崩塌效应的对应关系,提出了一种检验GaN基外延材料的简便方法。实验观察到,背对背肖特基结I-V特性对称性好的外延材料,所对应的Al-GaN/GaN HEMT器件电流崩塌程度更小,反之亦然。缺陷俘获电子是引起背对背肖特基结I-V特性不对称的根本原因,这些缺陷也是产生Al GaN/GaN HEMT电流崩塌效应的重要原因,因此利用背对背肖特基I-V特性的对称性是定性地评价GaN基外延材料质量优劣的一种有效方法。 展开更多

关键词 氮化镓 外延材料 背对背肖特基结 电流崩塌 缺陷

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基于国产外延材料的SiC基AlGaN/GaN HEMT器件研制

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作者 陈晓娟 李诚瞻 +1 位作者 刘新宇 罗卫军 《电子器件》 CAS 2007年第3期738-740,共3页

本文报道了基于国产外延材料的SiC基Al GaN/GaN高迁移率晶体管(HEMT)器件的研制,外延材料利用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)生长,器件栅长0.8μm,输出电流密度达到0.94A/mm,在5.4GHz下,单指型管芯获得了3.1W/mm的连续波测试功率,... 本文报道了基于国产外延材料的SiC基Al GaN/GaN高迁移率晶体管(HEMT)器件的研制,外延材料利用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)生长,器件栅长0.8μm,输出电流密度达到0.94A/mm,在5.4GHz下,单指型管芯获得了3.1W/mm的连续波测试功率,与蓝宝石衬底的器件相比,由于自热效应的有效改善,输出功率能力大大提高. 展开更多

关键词 SIC ALGAN/GAN HEMT 自热效应 外延材料

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GaP:N液相外延材料发光区域的荧光测量

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作者 陈显锋 丁祖昌 董绵豫 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期707-710,共4页

通过磨斜角 ,用光致发光法测量了 Ga P:N液相外延 (L PE)材料中 n区和 p区的发光强度。从被测点的荧光谱中可以看出 ,n区和 p区均为发光区域 ,但是在 p- n结两侧氮 (N)浓度大致相同的情况下 ,p区的发光强度明显高于 n区的发光强度 ,约... 通过磨斜角 ,用光致发光法测量了 Ga P:N液相外延 (L PE)材料中 n区和 p区的发光强度。从被测点的荧光谱中可以看出 ,n区和 p区均为发光区域 ,但是在 p- n结两侧氮 (N)浓度大致相同的情况下 ,p区的发光强度明显高于 n区的发光强度 ,约为 n区发光强度的 3～ 5倍。此实验结果表明 ,在 p、n结附近杂质浓度较低情况下 ,Ga P:N绿色发光外延材料中的发光区域主要是在 p区。 展开更多

关键词 液相外延材料 掺氮磷化镓 荧光测量 发光区域

原文传递

氧化镓材料与功率器件的研究进展 被引量：1

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作者 何云龙 洪悦华 +6 位作者 王羲琛 章舟宁 张方 李园 陆小力 郑雪峰 马晓华 《电子与封装》 2023年第1期63-70,共8页

氧化镓(Ga_(2)O_(3))以其禁带宽度大、击穿场强高、抗辐射能力强等优势,有望成为未来半导体电力电子领域的主力军。相比于目前常见的宽禁带半导体SiC和GaN,Ga_(2)O_(3)的Baliga品质因数更大、预期生长成本更低,在高压、大功率、高效率... 氧化镓(Ga_(2)O_(3))以其禁带宽度大、击穿场强高、抗辐射能力强等优势,有望成为未来半导体电力电子领域的主力军。相比于目前常见的宽禁带半导体SiC和GaN,Ga_(2)O_(3)的Baliga品质因数更大、预期生长成本更低,在高压、大功率、高效率、小体积电子器件方面更具潜力。对Ga_(2)O_(3)外延材料、功率二极管和功率晶体管的国内外最新研究进行了概括总结,展望了Ga_(2)O_(3)在未来的应用与发展前景。 展开更多

关键词 Ga_(2)O_(3) 外延材料 功率二极管 功率晶体管

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低压应用的毫米波AlN/GaN MIS-HEMT器件研制

5

作者 陈晓娟 张一川 +5 位作者 袁静 高润华 殷海波 李艳奎 刘新宇 魏珂 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第5期904-909,共6页

提出了一种适用于低电压工作的毫米波AlN/GaN MIS-HEMT器件,开展了材料外延结构的设计,在SiC衬底上生长了AlN/GaN外延材料。基于此材料开展了器件制作,优化了高温快速退火工艺,获得良好的欧姆接触电阻。对所制备的器件进行直流测试,结... 提出了一种适用于低电压工作的毫米波AlN/GaN MIS-HEMT器件,开展了材料外延结构的设计,在SiC衬底上生长了AlN/GaN外延材料。基于此材料开展了器件制作,优化了高温快速退火工艺,获得良好的欧姆接触电阻。对所制备的器件进行直流测试,结果显示,电流输出能力为2.4 A/mm,跨导极值为518 mS/mm,小信号f_(t)达到85 GHz,f_(max)大于141 GHz。在5G毫米波段28 GHz频率点测试了大信号特性,当V_(DS)=3 V时,输出功率密度为0.55 W/mm,功率附加效率(PAE)为40.1%;当V_(DS)=6 V时,输出功率密度为1.6 W/mm,PAE达到47.8%。该器件具有低压毫米波应用的潜力。 展开更多

关键词 氮化铝/氮化硅 外延材料 低工作电压 毫米波 MIS-HEMT 氮化铝势垒

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AlGaInP红、橙、黄光高亮度LED外延材料 被引量：2

6

作者 关兴国 严振斌 +3 位作者 刘惠生 路红喜 李志强 李艾功 《半导体情报》 2000年第6期50-54,共5页

采用金属有机化合物汽相淀积技术生长用于高亮度发光管 (UB-L ED)的 Al Ga In P/Ga As半导体微结构材料 ,突破了材料结构设计和材料生长工艺的关键技术 ,生长出满足于 Cd级的红、橙、黄光 L ED器件的外延材料。

关键词 MOCVD 外延材料 发光二极管 ALGAINP

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10A/300V JBS整流管设计 被引量：2

7

作者 闫丽红 王永顺 刘缤璐 《电子科技》 2018年第8期31-34,共4页

在研究功率肖特基整流管的基础上,为提高反向击穿电压、漏电流、抗浪涌能力,采用加场限环的方法,设计并制造了10 A/300 V结势垒肖特基整流管(JBS)。从有源区参数、外延材料、流片工艺、产品电参数、可靠性等方面进行了全面设计。经测试... 在研究功率肖特基整流管的基础上,为提高反向击穿电压、漏电流、抗浪涌能力,采用加场限环的方法,设计并制造了10 A/300 V结势垒肖特基整流管(JBS)。从有源区参数、外延材料、流片工艺、产品电参数、可靠性等方面进行了全面设计。经测试,电参数水平正向电压VF为0.85~0.856 V,反向电流IR为4~50.5μA,反向电压VR为307.5~465.2 V,抗静电水平从低温退火的6~12 kV提高到15 kV,经高温直流老化后,可靠性电参数水平满足预期的设计要求。 展开更多

关键词 反向击穿电压 场限环 外延材料 流片工艺

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GaN HEMT外延材料表征技术研究进展 被引量：1

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作者 杜成林 蔡小龙 +4 位作者 叶然 刘海军 张煜 段向阳 祝杰杰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第11期899-908,共10页

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的典型代表,具有高击穿电场强度和高热导率等优异的物理特性,是制作高频微波器件和大功率电力电子器件的理想材料。GaN外延材料的质量决定了高电子迁移率晶体管(HEMT)的性能,不同材料特征的表征需要不... 氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的典型代表,具有高击穿电场强度和高热导率等优异的物理特性,是制作高频微波器件和大功率电力电子器件的理想材料。GaN外延材料的质量决定了高电子迁移率晶体管(HEMT)的性能,不同材料特征的表征需要不同的测量工具和技术,进而呈现器件性能的优劣。综述了GaN HEMT外延材料的表征技术,详细介绍了几种表征技术的应用场景和近年来国内外的相关研究进展,简要总结了外延材料表征技术的发展趋势,为GaN HEMT外延层的材料生长和性能优化提供了反馈和指导。 展开更多

关键词 氮化镓(GaN) 高电子迁移率晶体管(HEMT) 外延材料 表征技术 缺陷分析

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MBE生长高2-DEG面密度InP基PHEMT外延材料 被引量：1

9

作者 徐静波 杨瑞霞 武一宾 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期28-31,共4页

利用MBE技术生长了InP基InAlAs/InGaAs PHEMT结构,使用原子力显微镜(AFM)、霍耳测试系统研究了影响二维电子气(2-DEG)面密度和电子迁移率的因素,着重分析了隔离层厚度、沟道层In组分的影响。在保持较高迁移率的基础上,生长出了高μn... 利用MBE技术生长了InP基InAlAs/InGaAs PHEMT结构,使用原子力显微镜(AFM)、霍耳测试系统研究了影响二维电子气(2-DEG)面密度和电子迁移率的因素,着重分析了隔离层厚度、沟道层In组分的影响。在保持较高迁移率的基础上,生长出了高μn×ns的InP PHEMT外延材料。 展开更多

关键词 MBE 外延材料 电子迁移率 2-DEG面密度

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同型外延材料表面光伏法测试的分析

10

作者 张秀淼 贺国根 宋加涛 《电子科学学刊》 CSCD 1993年第1期103-107,共5页

本文应用数值计算方法研究了表面光电压是表面非平衡少子浓度的单调函数这一假设对于同型外延材料的可应用性。我们发现这一假设对该材料一般地说并不成立。因此在使用等光伏表面光伏法测试同型外延材料少子扩散长度时一般不应把表面非... 本文应用数值计算方法研究了表面光电压是表面非平衡少子浓度的单调函数这一假设对于同型外延材料的可应用性。我们发现这一假设对该材料一般地说并不成立。因此在使用等光伏表面光伏法测试同型外延材料少子扩散长度时一般不应把表面非平衡少子浓度视为常数。在文中,我们也分析了可以把表面非平衡少子浓度作常数处理的条件。 展开更多

关键词 外延材料 扩散长度 表面光伏法

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用表面光压(SPV)法确定异型外延材料中的少子扩散长度

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作者 夏银水 宋加涛 张秀淼 《杭州大学学报（自然科学版）》 CSCD 1991年第2期185-189,共5页

本文分析了用SPV法确定异型外延材料少子扩散长度的可行性,并对典型工艺参数,给出了有效少子扩散长度L_0与外延层厚度d、外延层及衬底少子扩散长度L_1、L_2的关系曲线.提供了一种确定外延层材料少子扩散长度的新方法.

关键词 外延材料 少子扩散长度 SPV法

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SiC同质外延材料表面形貌缺陷研究

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作者 芦伟立 李佳 +1 位作者 崔波 冯志红 《中国标准化》 2019年第S01期50-53,共4页

本文针对SiC同质外延材料中的表面形貌缺陷展开研究,使用共聚焦表面缺陷分析仪对外延材料表面缺陷进行表征测试和统计。根据三角形缺陷的结构和形貌特征,分析三角形缺陷的产生机制和延伸模型,系统研究了刻蚀气体HCl流量对SiC外延材料表... 本文针对SiC同质外延材料中的表面形貌缺陷展开研究,使用共聚焦表面缺陷分析仪对外延材料表面缺陷进行表征测试和统计。根据三角形缺陷的结构和形貌特征,分析三角形缺陷的产生机制和延伸模型,系统研究了刻蚀气体HCl流量对SiC外延材料表面三角形缺陷的影响,结果表明刻蚀气体流量和时间对三角形缺陷影响明显,在HCl流量为100mL/min时,4英寸SiC外延材料表面三角形缺陷密度最低,达到0.85/cm^(2)。结合KOH腐蚀工艺,研究胡萝卜位错的产生机理,通过优化SiC外延生长速率,实现SiC外延材料胡萝卜缺陷密度有效降低至0.2/cm^(2)以下。 展开更多

关键词 SIC 外延材料 三角形缺陷 胡萝卜缺陷

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快速恢复外延二极管用150mm高均匀性硅外延材料的制备 被引量：9

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作者 李明达 李普生 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期366-374,共9页

利用PE3061D型平板式外延炉,在150mm的重掺As的硅单晶衬底上采用化学气相沉积(CVD)方法制备参数可控且高均匀性的外延层,通过聚光灯、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容-电压测试仪(Hg CV)等测试设备分别研... 利用PE3061D型平板式外延炉,在150mm的重掺As的硅单晶衬底上采用化学气相沉积(CVD)方法制备参数可控且高均匀性的外延层,通过聚光灯、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容-电压测试仪(Hg CV)等测试设备分别研究了外延层的表面形貌、微粗糙度、厚度、电阻率以及均匀性参数。采用了基座浅层包硅技术、周期性滞留层杂质稀释技术、高温快速二次本征生长技术、温场流场调控技术等新型工艺技术,使外延层厚度满足(15±2%)μm,电阻率满足(15±2%)Ω·cm的设计要求,片内厚度和电阻率不均匀性达到<2%的水平。制备的硅外延材料应用于FRED的试产,击穿电压高于125V,晶圆的成品率达到90%以上,满足了120VFRED器件使用要求,实现了自主可控。 展开更多

关键词 硅外延材料 均匀性 化学气相沉积 快速恢复外延二极管

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具有组分梯度的HgCdTe探测器在激光测量中的潜在应用

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作者 徐国庆 王仍 +6 位作者 陈心恬 乔辉 杨晓阳 储开慧 王大辉 杨鹏翎 李向阳 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期549-556,共8页

该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在P... 该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在PN结附近构建不同的电场,不同电场下样品暗电流和噪声电流随温度的变化曲线表明,构建的电场越强,降低结区附近热激发载流子浓度的效果越明显。通过数据分析,提出构建103 V/cm量级的组分梯度内建电场可抑制热激发载流子向结区的扩散运动,有效地降低结区附近热激发载流子浓度。 展开更多

关键词 组分梯度内建电场 HgCdTe外延薄膜材料 热激发载流子浓度 暗电流 噪声电流

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具有组分梯度的HgCdTe探测器光电特性 被引量：1

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作者 徐国庆 王仍 +7 位作者 陈心恬 储开慧 汤亦聃 贾嘉 王妮丽 杨晓阳 张燕 李向阳 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期285-291,共7页

PN结分别制备在HgCdTe外延薄膜材料的Cd组分非线性分布区和线性分布区的高组分端,研究了具有组分梯度的HgCdTe探测器的光电特性。计算不同温度下组分梯度产生的内建电场,结果显示Cd组分线性分布产生的内建电场在100~200 V/cm,而Cd组分... PN结分别制备在HgCdTe外延薄膜材料的Cd组分非线性分布区和线性分布区的高组分端,研究了具有组分梯度的HgCdTe探测器的光电特性。计算不同温度下组分梯度产生的内建电场,结果显示Cd组分线性分布产生的内建电场在100~200 V/cm,而Cd组分非线性分布使得样品表面薄层的内建电场高达2 000 V/cm,推测组分梯度产生的内建电场对光生少子运动的影响是引起两个样品光电性能差异的主要原因。通过分析样品响应率随温度的三种不同变化趋势,提出利用温度调控组分梯度产生的内建电场,有利于降低空间电荷效应,为大注入下提高HgCdTe探测器的饱和阈值提供了一种新的设计思路。 展开更多

关键词 组分梯度 内建电场 HgCdTe外延薄膜材料 归一化响应光谱 响应率

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AlGaN双势垒结构对高In组分InGaN/GaN MQWs太阳能电池材料晶体质量和发光性能的影响

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作者 单恒升 李明慧 +4 位作者 李诚科 刘胜威 梅云俭 宋一凡 李小亚 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第1期83-88,124,共7页

本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有AlGaN-InGaN/GaN MQWs(multiple quantum wells)-AlGaN双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(... 本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有AlGaN-InGaN/GaN MQWs(multiple quantum wells)-AlGaN双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(PL)谱分析表明,与含有AlGaN电子阻挡层的低In组分的量子阱结构太阳能电池外延材料相比,该结构材料具有较小的半峰全宽(FWHM),计算表明:此结构材料的位错密度降低了一个数量级,达到10^(7)cm^(-2);同时,有源区中的应变弛豫降低了51%;此外,此结构材料的发光强度增强了35%。研究结果表明含有AlGaN双势垒结构的外延材料可以减小有源区的位错密度,降低非辐射复合中心的数目,增大有源区有效光生载流子的数目,为制备高质量太阳能电池提供实验依据。 展开更多

关键词 金属有机化合物化学气相沉积 太阳能电池外延材料 AlGaN双势垒结构 InGaN/GaN MQWs 位错密度 光生载流子

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120 V超快软恢复二极管用大尺寸硅外延材料工艺研究 被引量：3

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作者 李明达 陈涛 薛兵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A02期88-92,106,共6页

硅外延材料具有厚度和电阻率能精确调控、结晶完整性良好的优势,能够有效降低功耗,改善击穿电压,广泛应用于半导体分立器件。外延层厚度、电阻率、均匀性、晶格质量等参数指标直接决定了所制分立器件的良率和性能。通过研究平板式外延... 硅外延材料具有厚度和电阻率能精确调控、结晶完整性良好的优势,能够有效降低功耗,改善击穿电压,广泛应用于半导体分立器件。外延层厚度、电阻率、均匀性、晶格质量等参数指标直接决定了所制分立器件的良率和性能。通过研究平板式外延炉的热场和流场分布对材料均匀性的调制规律,在150 mm的大尺寸硅单晶衬底上化学气相沉积了高均匀性的硅外延材料。利用原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、汞探针电容-电压测试仪(Hg-CV)等测试设备分别研究了外延材料的表面形貌、平整度、微粗糙度、厚度、电阻率、均匀性等参数。最终制备的外延材料的厚度和电阻率片内标准偏差均小于2%,而且表面无雾、滑移线等缺陷。制备的高均匀性的外延材料在应用于耐压为120 V的超快软恢复二极管后,解决了边缘电压低击穿现象,显著提升了器件的产出良率。 展开更多

关键词 硅外延材料 均匀性 化学气相沉积 超快软恢复二极管

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HgCdTe外延材料批量化生产及其质量控制 被引量：1

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作者 张冰洁 杜宇 +6 位作者 陈晓静 杨朝臣 袁文辉 张传杰 周文洪 刘斌 黄立 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1099-1103,共5页

经过多年研发,我司的碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器已达到批量生产的水平。优异性能的红外探测器离不开高质量的HgCdTe外延材料,外延材料的厚度及组分均匀性、表面缺陷的控制以及HgCdTe外延/CdZnTe衬底晶格匹配度是批量化生产中需要... 经过多年研发,我司的碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器已达到批量生产的水平。优异性能的红外探测器离不开高质量的HgCdTe外延材料,外延材料的厚度及组分均匀性、表面缺陷的控制以及HgCdTe外延/CdZnTe衬底晶格匹配度是批量化生产中需要控制的关键性因素,红外探测器的批量化生产也给HgCdTe外延材料质量稳定性以及一致性的控制提出了更高的要求。本文介绍了HgCdTe外延材料批量化生产中这几项关键指标的控制,以及外延质量优化后红外焦平面性能的提升。 展开更多

关键词 HgCdTe外延材料 批量化生产 质量控制 红外焦平面探测器

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InP基谐振隧穿二极管的研究 被引量：1

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作者 李亚丽 张雄文 +2 位作者 冯震 周瑞 张志国 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期141-143,共3页

谐振隧穿二极管(RTD)具有高频、低功耗、负阻、双稳态、自锁等优点,在超高速数字电路领域具有非常好的应用前景。加之InP材料固有的优越特性,使得InP基谐振隧穿器件成为目前研究的重点。研究并试制了InP基RTD实验样品,对其直流特性进行... 谐振隧穿二极管(RTD)具有高频、低功耗、负阻、双稳态、自锁等优点,在超高速数字电路领域具有非常好的应用前景。加之InP材料固有的优越特性,使得InP基谐振隧穿器件成为目前研究的重点。研究并试制了InP基RTD实验样品,对其直流特性进行了测试分析,器件的最大电流峰谷比(PVCR)达到了17.8。 展开更多

关键词 谐振隧穿二极管 电流峰谷比 铟磷基外延材料

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一种评价GaN材料电学性能的检测方法

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作者 郭恩祥 郭天瑛 徐永宽 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期388-393,共6页

提出了一种针对肖特基势垒特性曲线（cj-Vj曲线）的测量方法（特定电容法）。实验测定了特定电容C-V曲线，通过解析处理C-V曲线信息，计算得到肖特基势垒Cj-Vj曲线，以Cj-Vj曲线为应用基础，给出了评价GaN材料电学性能的重要参数施主杂... 提出了一种针对肖特基势垒特性曲线（cj-Vj曲线）的测量方法（特定电容法）。实验测定了特定电容C-V曲线，通过解析处理C-V曲线信息，计算得到肖特基势垒Cj-Vj曲线，以Cj-Vj曲线为应用基础，给出了评价GaN材料电学性能的重要参数施主杂质浓度和内建电压。实验检测了n／n＋型硅外延材料，n型GaN体材料和n型GaN／蓝宝石外延材料。结果表明：三种材料的样品，杂质均匀分布；GaN材料施主杂质浓度为5×1016～2×1018cm-3，Hg-Si势垒内建电压0．605V，Hg-GaN势垒的内建电压1．18V。该方法检测GaN材料电学参数，具有测试简单，样品无损伤，没有欧姆接触、原则上适合各种衬底材料等优点，显然它更适合检测那些难以制作欧姆接触的半导体材料。 展开更多

关键词 GaN外延材料 特定电容 肖特基势垒Cj-Vj曲线 内建电压 杂质浓度

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