高性能背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

研究了GaN/AlGaN异质结背照式p-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能。GaN/AlGaN外延材料采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法生长，衬底为双面抛光的蓝宝石，缓冲层为AlN，n型层采用厚度为0.8 μm的Si掺杂Al0.3Ga0.7N形成窗口层，i型层为0.18 μm的非故意掺杂的GaN，p型层为0.15 μm的Mg掺杂GaN。采用Cl2、Ar和BCl3感应耦合等离子体刻蚀定义台面，光敏面面积为1.96×10-3 cm2。可见盲紫外探测器展示了窄的紫外响应波段，响应区域为310~365 nm，在360 nm处响应率最大，为0.21 A/W，在考虑表面反射时，内量子效率达到82％；优质因子R0A为2.00×108 Ω·cm2，对应的探测率D*=2.31×1013 cm·Hz1/2·W-1；且零偏压下的暗电流为5.20×10-13 A。     

高性能背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

研究了GaN/AlGaN异质结背照式P-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能.GaN/MGaN外延材料采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长,衬底为双面抛光的蓝宝石,缓冲层为AiN,n型层采用厚度为0.8 μm的Si掺杂Al0.3Ga0.7形成窗口层,i型层为0.18 μm的非故意掺杂的GaN,P型层为0.15 μm的Mg掺杂GaN.采用C12、Ar和BCl3感应耦合等离子体刻蚀定义台面,光敏面面积为1.96×10-3cm2.可见盲紫外探测器展示了窄的紫外响应波段,响应区域为310-365 nm,在360 nm处响应率最大,为0.21 A/W,在考虑表面反射时,内量子效率达到82%;优质因子R0A为2.00×108 Ω·cm2,对应的探测率D*=2.31×1013·Hz1/2·W-1;且零偏压下的暗电流为5.20×10-13A.     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用金属有机物气相沉积(MOCVD)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,金属-半导体金属(MSM)结构的I V特性曲线保持良好的对称性,但C V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用MOCVD(金属有机物气相沉积)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,MSM(金属-半导体-金属)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性,但C-V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上,用MOCVD(金属有机物气相沉积)法外延生长AlGaN/GaN异质结样品.溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜,在氮气气氛中高温快速退火,分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触.随着退火时间的增加,MSM(金属-半导体-金属)结构的I-V特性曲线保持良好的对称性,但C-V曲线逐渐失去其对称性.MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性,出现明显的光电导增益效应.     

背照式AlGaN/GaN基PIN日盲型紫外探测器的研制

利用MOCVD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长PIN型AlGaN/GaN外延材料,研制出背照式AlGaN基PIN日盲型紫外探测器,用紫外光谱测试系统和半导体参数测试仪分别测得了器件的光谱响应和I-V特性曲线。测试结果表明,器件的响应范围为260~280 nm,峰值响应出现在270 nm处,在2.5 V偏压下的最大响应...     

AlGaN/GaN MSM紫外探测器特性

在蓝宝石衬底上，用MOCVD（金属有机物气相沉积）法外延生长AlGaN/GaN异质结样品. 溅射Ti/Al/Ni/Au和Ni/Au金属膜，在氮气气氛中高温快速退火，分别与样品形成欧姆接触和肖特基接触. 随着退火时间的增加，MSM（金属-半导体-金属）结构的I-V特性曲线保持良好的对称性，但C-V曲线逐渐失去其对称性. MSM探测器的紫外响应曲线具有良好的对比度和选择性，出现明显的光电导增益效应.     

AlGaN/GaN异质结紫外探测器

采用p-AlxGa1-xN/i-GaN/n- GaN异质结构成功制备了含铝组分分别为0.1和0.07的正照射可见盲紫外探测器，并分别测试了它们的伏安特性曲线和光电响应光谱。对于Al组分为0.1的器件，在零偏压处出现了极低的暗电流密度，表明器件具有非常高的信噪比。高分辨率X射线衍射仪对材料的测试结果表明，高铝组分(0.1)窗口层薄膜材料的晶体质量较差，导致暗电流增大，而其窗口层的窗口选择作用则可以得到较高的响应率和较宽的响应波段。     

GaN基p-i-n结构紫外光探测器

用反应分子束外延(RMBE)方法在蓝宝石衬底上制备了GaN p-i-n结构,应用常规的半导体工艺制成了紫外光探测器,测试结果显示其正向导通电压为4.6 V,反向击穿电压大于40 V;室温下反偏3 V时的暗电流为6.68 pA,峰值响应度0.115 A/W出现在367 nm处;400 nm处的响应度为6.59×10-5A/W,比峰值响应度低四个量级.     

InGaN紫外探测器的制备与性能研究

介绍了InGaN紫外探测器的研制过程,并给出了器件的性能。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延材料,通过刻蚀、钝化、欧姆接触电极等工艺,制作了正照射单元In0.09Ga0.91N紫外探测芯片。并对该芯片进行了I-V特性、响应光谱等测试,得到芯片的暗电流Id为1.00×10-12 A,零偏压电阻R0为1.20×109Ω。该紫外探测器在360~390nm范围内有较高的响应度,峰值响应率在378nm波长处达到0.15A/W,在考虑表面反射时,内量子效率达到60%;优质因子R0A为3.4×106Ω·cm2,对应的探测率D*=2.18×1012 cm·Hz1/2·W-1。     

AlGaN/GaN double-channel HEMT

The fabrication of AlGaN/GaN double-channel high electron mobility transistors on sapphire substrates is reported. Two carrier channels are formed in an AlGaN/GaN/AlGaN/GaN multilayer structure. The DC performance of the resulting double-channel HEMT shows a wider high transconductance region compared with single-channel HEMT. Simulations provide an explanation for the influence of the double-channel on the high transconductance region. The buffer trap is suggested to be related to the wide region of high transconductance. The RF characteristics are also studied.     

AlGaN/GaN double-channel HEMT

正The fabrication of AlGaN/GaN double-channel high electron mobility transistors on sapphire substrates is reported.Two carrier channels are formed in an AlGaN/GaN/AlGaN/GaN multilayer structure.The DC performance of the resulting double-channel HEMT shows a wider high transconductance region compared with single-channel HEMT. Simulations provide an explanation for the influence of the double-channel on the high transconductance region.The buffer trap is suggested to be related to the wide region of high transconductance.The RF characteristics are also studied.     

薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器的反向漏电特性

制备了薄p型层GaN基p-i-n型紫外探测器,并对其反向漏电特性进行了研究。探测器材料采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上外延生长获得,p-GaN的厚度为30nm。基于该材料制作了具有共面电极的探测器器件,并采用SiO2对刻蚀侧壁进行了钝化。测试结果表明,结面积为1.825×10-4cm2的器件在-1V时的反向漏电流面密度为3.0×10-9 A/cm2,优质因子达到3.7×109Ω.cm2。     

4H-SiC衬底AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的研制

报道了在4H-SiC衬底上AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的研制和室温特性测试结果.器件采用栅长为0.7μm,夹断电压为-3.2V,获得了最高跨导为202mS/mm,最大漏源饱和电流密度为915mA/mm的优良性能和结果.     

AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管解析模型

基于电荷控制理论,考虑到极化效应和寄生漏源电阻的影响,建立了能精确模拟AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管直流I-V特性和小信号参数的解析模型.计算表明,自发极化和压电极化的综合作用对器件特性影响尤为显著,2V栅压下,栅长为1μm的Al_0.2Ga_0.8N/GaN HEMT获得的最大漏电流为1370mA/mm;降低寄生源漏电阻可以获得更高的饱和电流、跨导和截至频率.模拟结果同已有的测试结果较为吻合,该模型具有物理概念明确且算法简单的优点,适于微波器件结构和电路设计.     

AlGaN/GaN HEMT中电场分布的ATLAS模拟

用Silvaco的ATLAS软件模拟了栅场板参数对AlGaN/GaN HEMT中电场分布的影响.模拟结果表明,场板的加入改变了器件中电势的分布情况,降低了栅边缘处的电场峰值,改善了器件的击穿特性;场板长度(LFP,length of field plate)、场板与势垒层间的介质层厚度t等对电场的分布影响很大.随着LFP的增大、t的减小,栅边缘处的电场峰值Epeak1明显下降,对提高器件的耐压非常有利.通过对相同器件结构处于不同漏压下的情况进行模拟,发现当器件处于高压下时,场板的分压作用更加明显,说明场板结构更适合于制备用作电力开关器件的高击穿电压AlGaN/GaN HEMT.     

AlGaN/GaN HEMT势垒层厚度影响的模拟及优化

完成了对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的结构设计及器件物理特性的验证等工作.使用TCAD软件完成了该器件直流特性及微波特性等性能的模拟.建立该器件的极化效应模型是本项研究的重点.完成了对异质结条件下诸多模型参数的筛选及修正,得到了符合理论的模拟结果.器件特性的验证与优化基于势垒层厚度h的变化展开,研究...     

AlGaN/GaN HEMTs器件布局对器件性能影响分析

比较了空气桥跨细栅和空气桥跨栅总线两种源连接结构的1 mm AlGaN/GaN HEMTs器件的特性,对两种结构的管芯进行了等效电路参数提取.测试了两种布局方式下的不同源场板结构器件的射频以及功率性能,比较分析表明,空气桥跨细栅的源连接方式由于有效地降低了栅漏电容以及栅源电容,比空气桥跨栅总线源连接的器件能取得更好的频率特性以及功率特性.