利用电容-电压法研究GaN基双异质结发光二极管的结构特点

本文利用电容-电压法(C-V法)研究GaN基蓝光发光二极管的双异质结构,将测得的样品C-V曲线由变化中心处分为两部分,分别分析其PN结类型.接着通过液氮对二极管进行温度控制,得到不同温度下的C-V曲线及其对应的杂质浓度分布曲线,分析温度对两者的影响.最后由不同温度下的杂质浓度分布曲线,分析GaN基蓝光发光二极管的双异质结构.实验结果表明该GaN基双异质结蓝光二极管的PN结类型两边都为突变结,在不同温度下,样品的电容值随温度的升高呈增大趋势.双异质结构随温度的降低逐渐显著,当T=98 K时,双异质结构趋于理想情况.     

用肖特基电容电压特性数值模拟法确定调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结中的极化电荷

研究发展了用肖特基电容电压特性数值模拟确定调制掺杂Al_xGa_1-xN/GaN异质结中极化电荷的方法.在调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上制备了Pt肖特基接触,并对其进行了C-V测量.采用三维费米模型对调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上肖特基接触的C-V特性进行了数值模拟,分析了改变样品参数对C-V特性的影响.利用改变极化电荷、n-AlGaN 关键词： xGa_1-xN/GaN异质结')" href="#">Al_xGa_1-xN/GaN异质结 极化电荷 电容电压特性 数值模拟     

利用C-V法研究GaN基蓝光LED的多量子阱结构

利用C-V测量法研究了GaN基高亮度蓝光发光二极管的InGaN/GaN多量子阱结构(MQWs),通过样品的C-V曲线及对应的杂质浓度分布曲线得出MQWs的结构特性.实验结果表明:MQWs为5个周期的InGaN/GaN多量子阱.室温下InGaN阱层的平均阱宽为2.00nm,阱层的平均杂质浓度为7.12×1018 cm-3,GaN垒层的平均垒宽为12.32nm,垒层的平均杂质浓度为0.82×1018 cm-3.温度降低,InGaN阱宽变窄,杂质浓度增大,而GaN垒宽变宽,杂质浓度降低.     

C-V法研究温度对GaN基蓝光二极管pn结的影响

采用C-V法,根据C^-2-V曲线和C^-3-V曲线,并结合C-V幂律指数k,分析了T=25~-195℃温度范围内,温度变化对GaN基蓝光发光二极管pn结类型的影响。实验结果表明:当T为25℃和-50℃时,C^-2-V呈明显的线性关系,同时幂律指数k为0.5,说明该温度范围内的pn结类型为严格的突变结;而温度降低至-100℃时,k值变为0.45,说明pn结类型开始发生变化;当温度继续降低至-150℃和-195℃时,幂律指数k分别为0.30和0.28,说明pn结类型已经发生了变化,变为非突变非缓变结。造成这一现象的原因是低温导致的载流子冻析效应,以及晶体的缺陷和界面态形成的局域空间电荷区在低温环境下,影响了pn结原来的空间电荷分布,并改变了pn结类型。     

基于PN结的I-V特性精确获得物理参量

基于实验室原有的测量PN结电阻温度特性装置,获得了不同温度下的PN结伏安特性曲线.通过对PN结的标准I-V特性作对数处理,并对ln I-U曲线拟合,从拟合曲线的斜率和截距得到了玻尔兹曼常量k和反向饱和电流IS,同时,测试结果还给出了反向饱和电流I_S的温度变化关系,利用One-first软件对数据进一步处理后,得到了理想化因子和材料的禁带宽度.     

Origin软件在“电容-电压法测半导体杂质浓度分布”实验中的应用

基于电容-电压法(简称C-V法)来测量半导体杂质浓度分布,简单快速且不破坏样品。为更快速、精确求得半导体杂质浓度分布,利用Origin软件绘出样品的C-V曲线、1/C~2-V曲线的线性拟合,快速求出杂质浓度、自建场及绘制相应的杂质浓度分布曲线。     

利用Origin8.0作图分析PN结相关特性

利用Origin 8.0作出不同温度下PN结伏安特性曲线,通过曲线对PN结温度特性、伏安特性和死区电压进行分析,并得出结论:(1)若正向电流不变,则正向电压随着温度上升而线性下降;(2)随着温度的上升,PN结的伏安特性曲线向左移;(3)若正向电压不变,则正向电流随温度上升而急剧上升;(4)随着温度升高,PN结死区电压减小。     

PN结型器件在交流小信号下的电容特性

GaN基发光二极管(LED)是典型的PN结型器件,本文以GaN-LED为例,系统阐述了PN结在交流小信号下的电容特性;首次区分、定义了‘电压区间',并阐明了不同‘电压区间'对电容起贡献的机制.指出:小电压下,PN结电容主要由耗尽层电容贡献,随电压几乎不发生变化;过渡区,PN结电容主要由扩散电容贡献,随电压近e指数增加.这些特性与经典Shockley理论一致.大电压下,PN结电容变为负值.精确分析负电容特性后,总结出了负电容随电压和频率的精确变化关系式.负电容的实验结果难以被经典Shockley的扩散电容理论解释,但为Hess教授的《Advanced Theory of Semiconductor Devices》提供了有力的实验基础,将为半导体器件物理的发展起到推动作用.     

MATLAB拟合工具箱在PN结物理特性综合实验中的应用

介绍了PN结物理特性综合实验原理,利用绘图软件Matlab对实验数据进行曲线拟合,得到了PN结伏安特性函数表达式和PN结正向压降与温度间关系的拟合曲线,计算了常温下玻尔兹曼常数和PN结温度传感器灵敏度及T=0 K时的半导体近似禁带宽度。     

GaN基异质结缓冲层漏电分析

通过对GaN基异质结材料C-V特性中耗尽电容的比较,得出AlGaN/GaN异质结缓冲层漏电与成核层的关系.实验结果表明,基于蓝宝石衬底低温GaN成核层和SiC衬底高温AlN成核层的异质结材料比基于蓝宝石衬底低温AlN成核层异质结材料漏电小、背景载流子浓度低.深入分析发现,基于薄成核层的异质结材料在近衬底的GaN缓冲层中具有高浓度的n型GaN导电层,而基于厚成核层的异质结材料的GaN缓冲层则呈高阻特性.GaN缓冲层中的n型导电层是导致器件漏电主要因素之一,适当提高成核层的质量和厚度可有效降低GaN缓冲层的背景载流子浓度,提高GaN缓冲层的高阻特性,抑制缓冲层漏电. 关键词： AlGaN/GaN异质结 GaN缓冲层 漏电 成核层     

Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用sol-gel工艺,在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基BiTi3O12铁电薄膜.研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性.研究表明:Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势;退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能;Ag/Bi4Ti3O12/p-Si异质结的C-V特性曲线呈现顺时针回滞,可以实现极化存储;109次极化反转后Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化仅下降12%,具有较好的疲劳特性.     

Si衬底GaN基LED的结温特性

结温是发光二极管的重要参数之一,它对器件的内量子效率、输出功率、可靠性及LED的其他一些性能有很大的影响。首次报道Si衬底GaN基LED的结温特性。利用正向压降法测量Si衬底上GaN基LED的结温,通过与蓝宝石衬底上GaNLED的结温比较,发现Si衬底GaNLED有更低的结温,原因归结为Si有更好的导热性。同时也表明:用Si作GaNLED的衬底在大功率LED方面具有更大的应用潜力。     

石墨烯/硅光电探测器的I-V及C-V特性

设计并制备了基于石墨烯/n型硅肖特基结的光电探测器,并从能带角度研究和分析了其I-V及C-V特性。结果表明,石墨烯/氮化硅/硅(金属-绝缘层-半导体)电容器对器件的I-V及C-V特性有较大影响。在808nm近红外光的照射下,器件反向电流和正向电流大小接近,归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散,器件光响应度为0.26A/W。基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859eV和2.3。利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C~(-2)-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82eV。由于界面态的影响,石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加,而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小。     

PN结掺杂浓度对耗尽层宽度及内建电场和内建电势的影响

利用PN结中P区和N区的耗尽层宽度的计算公式和图像法绘制出的耗尽层宽度和掺杂浓度之间的关系曲线,得出了掺杂浓度的变化对耗尽层宽度的影响,又利用PN结中内建电场与内建电势差的计算公式和热平衡时突变PN结的电场分布图,分析出PN结中掺杂浓度的变化对耗尽层中各处内建电场和内建电势的影响.     

ZnO∶Al/p-Si的接触特性

利用射频磁控溅射制备了ZnO∶A l/p-S i接触,并对其进行C-V和I-V特性的77~350 K变温测量。并对未热退火和800℃热退火两种样品的测量结果进行了对比分析。结果发现,未经热退火和经过热退火处理的样品在C-V和I-V特性上有很大差别。解释了两种样品的C-V和I-V测量结果的不同。对于未退火的样品,由于界面处的大量界面态的屏蔽作用,使得ZnO∶A l/p-S i异质结的C-V曲线发生畸变。经800℃热退火,ZnO∶A l/p-S i异质结的C-V特性恢复正常,说明热退火已经消除了异质结中的界面态和缺陷态。研究表明ZnO∶A l/p-S i异质结经适当热退火处理有更好的整流特性同时对光致发光也更有利。     

pn结电容-电压法测量应变SiGe禁带宽度

利用应变SiGe/Si异质pn结电容-电压（C-V）特性确定SiGe禁带宽度的技术.该技术根据SiGe/Si异质pn结C-V实验曲线，计算出 pn结接触电势差，并得到SiGe/Si的价带偏移量和导带偏移量，进而求得SiGe禁带宽度.该技术测试方法简便，其过程物理意义清晰，既适用于分立的SiGe/Si异质pn结，也可直接分析SiGe/Si异质结器件中的SiGe 禁带宽度.实验结果与理论计算及其他相关文献报道的结果符合较好. 关键词： SiGe/Si 异质pn结 C-V 禁带宽度     

在验证PN结伏安特性实验中用Matlab软件求经验公式

介绍了验证PN结伏安关系特性实验的实验原理,对实验测得的数据进行处理,给出了每一步处理的数据和最后结果数据、曲线,提供源代码.     

C-V法提取SiC隐埋沟道MOSFET沟道载流子浓度

本文对用C-V法提取SiC隐埋沟道MOSFET沟道载流子浓度的方法进行了理论和实验分析. pn结的存在所造成的埋沟MOS结构C-V曲线的畸变为沟道载流子浓度的提取带来一些问题. SiC/SiO₂界面上界面态的存在也会使提取出的数值与实际数值产生偏差. 本文首先从理论上分别分析了沟道深度和界面态对沟道载流子浓度提取结果的影响，然后对两种沟道深度的埋沟MOS结构C-V曲线进行了测试，提取出了沟道掺杂浓度. 在测试中，采用不同的扫描速率，分析了界面态对提取结果的影响. 理论分析结果和实验测 关键词： C-V法 SiC 隐埋沟道MOSFET 沟道载流子浓度     

Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/AlxGa1-xN/GaN异质结构的电容-电压特征

通过在调制掺杂Al0.22Ga0.78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电薄膜,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属-铁电-半导体(MFS)结构.在高频电容-电压(C-V)特性测量中,发现Al0.22Ga0.78N/GaN异质界面二维电子气(2DEG)的浓度在-10V偏压下从1.56×1013cm-2下降为5.6×1012cm-2.由于PZT薄膜的铁电极化,在-10V偏压下可以观察到宽度为0.2V的铁电C-V窗口,表明在没有铁电极化方向反转的条件下,PZT/AlxGa1-xN/GaN MFS结构也能出现存储特性.因为2DEG带来的各种优点,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用.     

GaN基p-i-n型雪崩探测器的制备与表征

制备和表征了p-i-n型的GaN基雪崩探测器.器件在-5V下的暗电流约为0.05 nA,-20 V下的暗电流小于0.5 nA.响应增益-偏压曲线显示,可重复的雪崩增益起始于80 V附近,在85 V左右增益达到最大为120,表明所制备的器件具有较好的质量.C-V测量用来确定载流子的分布和耗尽信息,结果显示,P型层在15 ...