基于再生长欧姆接触工艺的220 GHz InAlN/GaN场效应晶体管（英文） 被引量：1

1

作者 尹甲运 吕元杰 +5 位作者 宋旭波 谭鑫 张志荣 房玉龙 冯志红 蔡树军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期6-9,34,共5页

在蓝宝石衬底上研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+-GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了50 nm直栅.由于器件尺寸的缩... 在蓝宝石衬底上研制了具有高电流增益截止频率(f_T)的InAlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+-GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了50 nm直栅.由于器件尺寸的缩小,Vgs=1 V下器件最大饱和电流(I_(ds))达到2.11 A/mm,峰值跨导达到609 mS/mm.根据小信号测试结果,外推得到器件的fT和最大振荡频率(fmax)分别为220 GHz和48 GHz.据我们所知,该f_T值是目前国内InAlN/GaN HFETs器件报道的最高结果. 展开更多

关键词 InA1n/gan HFET FT 再生长n+-gan欧姆接触

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基于MOCVD再生长n_+ GaN欧姆接触工艺f_T/f_(max)>150/210 GHz的AlGaN/GaN HFETs器件研究（英文） 被引量：1

2

作者 吕元杰 冯志红 +6 位作者 宋旭波 张志荣 谭鑫 郭红雨 房玉龙 周幸叶 蔡树军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期534-537,568,共5页

基于SiC衬底AlGaN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工... 基于SiC衬底AlGaN/GaN异质结材料研制具有高电流增益截止频率(fT)和最大振荡频率(fmax)的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs).基于MOCVD外延n+GaN欧姆接触工艺实现了器件尺寸的缩小,有效源漏间距(Lsd)缩小至600 nm.此外,采用自对准工艺制备了60 nm T型栅.由于器件尺寸的缩小,在Vgs=2 V下,器件最大饱和电流(Ids)达到2.0 A/mm,该值为AlGaN/GaN HFETs器件直流测试下的最高值,器件峰值跨导达到608 mS/mm.小信号测试表明,器件fT和fmax最高值分别达到152 GHz和219 GHz. 展开更多

关键词 ALgan/gan 异质结场效应晶体管 电流增益截止频率 最大振荡频率 再生长欧姆接触

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基于MOCVD欧姆再生长制备的高性能AlGaN/GaN HEMTs 被引量：1

3

作者 徐佳豪 祝杰杰 +2 位作者 郭静姝 赵旭 马晓华 《空间电子技术》 2023年第5期71-76,共6页

本文基于MOCVD欧姆再生长技术,制备了高性能的AlGaN/GaN HEMTs。器件具有0.16Ω·mm的低欧姆接触电阻,并且在100K到425K的温度范围内,欧姆接触电阻表现出良好的热稳定性。由于欧姆接触电阻的改善,源漏间距L_(sd)为2μm,栅长L_(g)为1... 本文基于MOCVD欧姆再生长技术,制备了高性能的AlGaN/GaN HEMTs。器件具有0.16Ω·mm的低欧姆接触电阻,并且在100K到425K的温度范围内,欧姆接触电阻表现出良好的热稳定性。由于欧姆接触电阻的改善,源漏间距L_(sd)为2μm,栅长L_(g)为100nm的器件的最大饱和电流密度I_(D,max)为1350mA/mm,跨导峰值G_(m,max)为372mS/mm,导通电阻R_(on)为1.4Ω·mm,膝点电压V_(knee)为1.8V。此外,器件也表现出优异的射频特性,电流增益截止频率f_(T)为60GHz,最大振荡频率f_(max)为109GHz,在3.6GHz下,V_(DS)偏置在15V,器件的功率附加效率PAE为67.1%,最大输出功率密度P_(out)为3.2W/mm;在30GHz下,V_(DS)偏置在20V,功率附加效率PAE为43.2%,最大输出功率密度P_(out)为5.6W/mm,这表明了基于MOCVD欧姆再生长技术制备的AlGaN/GaN HEMTs器件在Sub-6G以及毫米波波段的应用中具有巨大潜力。 展开更多

关键词 Algan/gan HEMTs 欧姆再生长 MOCVD

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氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触的影响 被引量：2

4

作者 李鹏飞 魏淑华 +4 位作者 康玄武 张静 吴昊 孙跃 郑英奎 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第2期134-138,168,共6页

采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,研究了氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触电阻的影响。利用能量色散X射线光谱仪、光致发光谱和原子力显微镜以及电学测试设备对处理前后样品进行表征分析。结果表明,在最佳的氧等离子体处... 采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统,研究了氧等离子体表面处理对AlGaN/GaN HEMT欧姆接触电阻的影响。利用能量色散X射线光谱仪、光致发光谱和原子力显微镜以及电学测试设备对处理前后样品进行表征分析。结果表明,在最佳的氧等离子体处理条件(ICP功率250 W,射频功率60 W,压强0.8 Pa,氧气流量30 cm^(3)/min,时间5 min)下,欧姆接触电阻为0.41Ω·mm,比参照样品接触电阻降低了约69%。分析认为经过氧等离子体处理后,在近表面处产生了一定数量的N空位缺陷,这些N空位表现为浅能级施主掺杂,有利于欧姆接触的形成。通过采用氧等离子体表面处理工艺制备的AlGaN/GaN HEMT,在+2 V的栅极偏压下获得了0.77 A/mm的最大漏极饱和电流。 展开更多

关键词 Algan/gan HEMT 欧姆接触 氧等离子体 n空位 电感耦合等离子体(ICP)刻蚀

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外延生长对GaN基PIN型器件的影响研究

5

作者 葛子琪 邹继军 +3 位作者 绍春林 赖穆人 赖兴阳 彭增涛 《机电工程技术》 2024年第4期134-137,173,共5页

实现了PIN型GaN外延材料的生长,并深入研究了影响器件性能的关键i-GaN外延层的生长温度和生长气流等要素。结果表明,适当的生长温度和气流条能够有效改善GaN的位错密度和背景掺杂,从而提升其晶体质量;过高或过低的生长温度和低气流则可... 实现了PIN型GaN外延材料的生长,并深入研究了影响器件性能的关键i-GaN外延层的生长温度和生长气流等要素。结果表明,适当的生长温度和气流条能够有效改善GaN的位错密度和背景掺杂,从而提升其晶体质量;过高或过低的生长温度和低气流则可能导致杂质原子如C、O等并入外延材料,形成高位错和缺陷。制备了GaN基PIN型器件,并探究了不同p层掺杂浓度对其电学I-V特性的影响。结果表明,较高的掺杂浓度有助于制备势垒低的欧姆接触,形成更优越的PN结特性。比较了Ni/Cr和Ni/Au两种金属接触对器件I-V特性的影响。结果表明,以Ni/Au制备P型欧姆接触能够获得更低的反向漏电流。此外,相较于Cr、Au具有更优越的稳定性和耐压性。深入探讨了PIN型GaN外延材料的生长条件对器件性能的影响,并通过制备GaN基PIN型器件深入研究了掺杂浓度和金属接触对电学特性的影响。 展开更多

关键词 gan PIn 生长温度和气流 p层掺杂浓度 欧姆接触 漏电流

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Si基n型GaN的欧姆接触研究

6

作者 李嘉炜 何乐年 +1 位作者 陈忠景 叶志镇 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期40-42,共3页

GaN材料在光电子器件领域的广泛应用前景使得金属与其欧姆接触的研究成为必然。本文对Si基n型GaN上的Al单层及Ti/Al双层电极进行了研究。通过对不同退火条件下的I U特性曲线 ,X射线衍射以及二次离子质谱分析 ,揭示了界面固相反应对欧姆... GaN材料在光电子器件领域的广泛应用前景使得金属与其欧姆接触的研究成为必然。本文对Si基n型GaN上的Al单层及Ti/Al双层电极进行了研究。通过对不同退火条件下的I U特性曲线 ,X射线衍射以及二次离子质谱分析 ,揭示了界面固相反应对欧姆接触的影响 。 展开更多

关键词 欧姆接触 Si基n型gan 半导体 界面固相反应 二次退火 氮化镓

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n型GaN过渡族难熔金属欧姆电极对比 被引量：2

7

作者 何天立 魏鸿源 +1 位作者 李成明 李庚伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期234-239,共6页

研究了过渡族难熔金属Hf体系Hf/Al电极在不同退火条件下与In型GaN的欧姆接触特性,并与Ti基Ti/Al电极进行了对比.采用圆点型传输线模型测量了Hf/Al和Ti/Al电极的比接触电阻率.结果表明,同等退火条件下的Hf/Al电极,相比于传统Ti/Al电极,... 研究了过渡族难熔金属Hf体系Hf/Al电极在不同退火条件下与In型GaN的欧姆接触特性,并与Ti基Ti/Al电极进行了对比.采用圆点型传输线模型测量了Hf/Al和Ti/Al电极的比接触电阻率.结果表明,同等退火条件下的Hf/Al电极,相比于传统Ti/Al电极,展现出了更加优越的欧姆接触性能.在N2氛围中低温650℃条件下退火60 s的Hf/Al电极得到了最低的比接触电阻率为4.28×10^-5Ω·cm^2.本文还利用深度剖析的俄歇电子能谱仪对电极的结构特性进行了分析,经历退火的Hf/Al电极样品中金属与金属,金属与GaN之间发生了相互扩散.对Hf/Al,Ti/Al电极表面进行了扫描电子显微镜表征,两种电极均表现出颗粒状的粗糙表面. 展开更多

关键词 n型gan 欧姆接触 快速热退火 铪

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高亮度GaN基蓝色LED的研究进展 被引量：10

8

作者 文尚胜 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期10-17,共8页

超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命,它是目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文综合分析了了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术,并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了... 超高亮度GaN基蓝色LED的发展将会引起照明技术的一场革命,它是目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文综合分析了了GaN材料的特性及相应的材料生长和欧姆接触、刻蚀工艺等关键技术,并对GaN基蓝色LED器件的进一步改进及应用前景作了展望。 展开更多

关键词 高亮度 gan 蓝色LED 欧姆接触 刻蚀 发光二极管 氮化镓 发展现状 外延生长

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电流增益截止频率为236 GHz的InAlN/GaN高频HEMT

9

作者 宋旭波 吕元杰 +4 位作者 刘晨 魏碧华 房玉龙 韩婷婷 冯志红 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期275-278,299,共5页

研制了高电流增益截止频率(f_T)的In Al N/Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)。采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长n^+GaN非合金欧姆接触工艺将器件源漏间距缩小至600 nm,降低了源、漏寄生电阻,有利于改善器件的寄生效应;使用低压化学... 研制了高电流增益截止频率(f_T)的In Al N/Ga N高电子迁移率晶体管(HEMT)。采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长n^+GaN非合金欧姆接触工艺将器件源漏间距缩小至600 nm,降低了源、漏寄生电阻,有利于改善器件的寄生效应;使用低压化学气相沉积(LPCVD)生长SiN作为栅下介质,降低了InAlN/GaN HEMT栅漏电;利用电子束光刻实现了栅长为50 nm的T型栅。此外,还讨论了寄生效应对器件f_T的影响。测试结果表明,器件的栅漏电为3.8μA/mm,饱和电流密度为2.5 A/mm,f_T达到236 GHz。延时分析表明,器件的寄生延时为0.13 ps,在总延时中所占的比例为19%,优于合金欧姆接触工艺的结果。 展开更多

关键词 InAln/gan 高电子迁移率晶体管(HEMT) 再生长n+gan欧姆接触 电流增益截止频率 低压化学气相沉积(LPCVD)

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高电流增益截止频率的AlGaN/GaN HEMT器件研制

10

作者 邹学锋 吕元杰 +2 位作者 宋旭波 郭红雨 张志荣 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期103-107,114,共6页

基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长Si重掺杂的n+GaN工艺,在AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)中实现非合金的欧姆接触,该工艺将器件有效源漏间距缩小至1μm。结合60nm直栅工艺,制备了高电流增益截止频率(fT)的AlGaN/GaNHEM... 基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)再生长Si重掺杂的n+GaN工艺,在AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)中实现非合金的欧姆接触,该工艺将器件有效源漏间距缩小至1μm。结合60nm直栅工艺,制备了高电流增益截止频率(fT)的AlGaN/GaNHEMT器件。器件尺寸的缩小大幅提升了器件的直流和射频特性。漏偏压为5V下,器件的最大直流峰值跨导达到440mS/mm;栅偏压为1V时,最大漏源饱和电流密度达到1.68A/mm。根据射频小信号测试结果得到器件的fT达到175GHz,最大振荡频率(fmax)达到76GHz,研究了干法刻蚀对再生长n+GaN欧姆接触电阻的影响,同时对比分析了60nm直栅和T型栅对器件频率特性的影响。 展开更多

关键词 ALgan/gan 再生长n+gan 非合金欧姆接触 纳米栅 电流增益截止频率

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n-GaN上Au/Zr和Au/Ti金属电极的界面反应和金属间互扩散行为对比研究 被引量：1

11

作者 张可欣 李庚伟 +1 位作者 杨少延 魏洁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期120-125,共6页

电极接触是制作半导体器件中非常重要的问题。金属电极与半导体形成的欧姆接触是器件高效率、低功耗服务的保障,直接影响了器件性能的优劣。前人关于欧姆接触的研究主要集中在金属电极体系和处理条件的选择,寻求比接触电阻率最低的方案... 电极接触是制作半导体器件中非常重要的问题。金属电极与半导体形成的欧姆接触是器件高效率、低功耗服务的保障,直接影响了器件性能的优劣。前人关于欧姆接触的研究主要集中在金属电极体系和处理条件的选择,寻求比接触电阻率最低的方案。而本工作突破桎梏,从欧姆接触的形成机制出发讨论金属欧姆接触的可行性,研究了低温(650℃)退火60 s和高温(850℃)退火30 s条件下,Au(300 nm)/Zr(30 nm)/n-GaN和Au(300 nm)/Ti(30 nm)/n-GaN结构的接触机理。采用紫外光刻法定义圆点型传输线模型,并且利用磁控溅射设备在GaN上制备金属电极样品,分析了电极样品的互扩散行为及界面反应情况。研究结果表明:与Au/Ti/n-GaN相比,Au/Zr/n-GaN样品受温度影响小,界面固相反应生成的Zr-N化合物热稳定性更优异,可以帮助器件在高温高压下更加稳定地工作;Zr与氮化镓接触时产生的Ga合金相更少,有利于器件利用隧道机制传输载流子;Au/Zr/n-GaN样品具有更小的界面孔隙,与氮化镓的界面反应适中;Au/Zr/n-GaN样品具有更平整的表面,适合大功率高电流工作。此外,根据本工作的对比研究可以得出:金属的制备与提纯、阻挡层金属的添加、制作金属电极的方法、势垒层金属的稳定性、金属与氮化镓的界面反应程度以及电极的表面粗糙度都会影响器件性能。Zr替代Ti作为n型GaN欧姆接触电极可以实现器件更高的性能要求,是一种具有广阔应用前景的金属材料,对于GaN器件的研发和改善有很大帮助。 展开更多

关键词 n型gan Au/Zr欧姆接触电极 互扩散行为 界面反应

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