导读:本文包含了电子迁移率论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:GaN,高电子迁移率晶体管,放大器,功率测试
电子迁移率论文文献综述
徐浩然[1]（2019）在《高电子迁移率晶体管功率放大器的设计》一文中研究指出本文基于Ga N基高电子迁移率晶体管设计了一款宽带平衡功率放大器,并重点对平衡功率放大器、宽带匹配、耦合器、偏执电路以及电路的设计仿真做了重点说明,通过对电路进行功率测试分析,本放大器在10W功率性能上具有一定优越性,在30w功率达到了同等水平。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2019年21期）
雷思琦[2]（2019）在《氮化镓高电子迁移率晶体管射频微波器件的制备与研究》一文中研究指出氮化镓高电子迁移率晶体管在高频、高功率领域的优良特性使得氮化镓在射频微波器件领域具有广泛的应用市场,因此提高器件的频率特性、输出电流大有所益。文章介绍了氮化镓高电子迁移率晶体管的基本工作原理,基本制备工艺,并分析了工艺对器件性能的影响。氮化镓高电子迁移率晶体管的工艺步骤主要分为隔离区制备、源漏区欧姆接触制备、栅极金属制备、器件钝化、钝化层开孔、器件PAD制备。其中光刻工艺和清洗工艺贯穿到器件制备工艺的每一步,光刻工艺直接影响到工艺图形化转移的精确度,清洗工艺则影响到器件的表面态密度,都十分重要。刻蚀工艺主要用于隔离区制备、钝化层开孔等工艺步骤,快速热退火工艺用于源漏区欧姆接触的制备,工艺中需要精确控制刻蚀的深度和退火的时间和温度。小线宽的栅极制备工艺是器件制备中的关键,由于射频器件的栅长在亚微米、深亚微米甚至纳米级别,传统的紫外光刻由于波长限制无法满足这样的线宽需求,因此栅极制备需要使用电子束光刻来定义栅极图案。电子束光刻胶的厚度与可曝光线宽大小存在折衷关系,因此电子束光刻胶的分辨率、深宽比直接影响到器件的最小栅长和栅金属厚度。为了提高器件性能,可以选用高深宽比、高分辨率的电子束光刻胶,也可以通过制备T栅结构来降低栅电阻,从而降低对栅金属高度的要求。针对电子束光刻胶在金属蒸镀过程中的剥落问题,文中提出了提高金属蒸镀速率和对电子束光刻胶进行氟等离子体处理这两种有效的解决方法。器件的性能与工艺直接相关,文章介绍了栅金属膜层对器件转移特性的影响,并比较了不同尺寸器件的转移特性、阈值电压、输出特性以及频率特性。文章以T型栅器件为例分析了器件的短沟道效应,阈值电压随着栅长的减小而减小,随着源漏电压的升高而下降,这些特性在设计栅长为100nm以下的器件中表现尤为明显,即为短沟道效应。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
王延庆[3]（2019）在《AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管大信号模型研究》一文中研究指出20世纪50年代以来,硅一直都是半导体领域中最重要的材料,而随着微电子技术的不断发展,硅基功率器件性能接近其理论极限,改善速度已经放缓。为了满足半导体器件在更高频率、更大功率条件下工作,以氮化镓(GaN)为代表的第叁代半导体材料登上产业舞台,由于GaN材料有很多优点,已被公认为最有希望用于下一代功率器件的材料。特别是随着5G时代的到来,GaN基器件会引起更多人的关注,AlGaN/GaN高电子迁移率.晶体管(AlGaN/GaN HEMTs)作为GaN基器件的代表,目前也已经实现商业化,AlGaN/GaNHEMT器件已经在众多领域得到应用,尤其是微波、大功率行业。AlGaN/GaN HEMTs的应用离不开电路设计,器件模型对于电路设计更是有着重要的作用,针对以上问题我们对AlGaN/GaN HEMTs建模做了一系列工作,主要包括·:1.AlGaN/GaN HEMT器件电流-电压(I-V)特性物理模型AlGaN/GaN HEMT器件物理模型是建立AlGaN/GaN HEMT器件模型的重要基础,AlGaN/GaN HEMT器件物理模型包括Ⅰ-Ⅴ特性(器件输出特性曲线)和电容-电压(C-V)特性。极化是GaN材料体系具有的重要特征,AlGaN/GaN HEMT器件工作时,异质结界面处极化电荷不均匀分布,沟道电子会受到极化库仑场(PCF)散射的影响,PCF散射作为AlGaN/GaN HEMT器件载流子的重要散射机制,其对AlGaN/GaN HEMT器件特性产生重要影响。我们首次将PCF散射效应引入到了AlGaN/GaN HEMT器件Ⅰ-Ⅴ特性物理建模中:结合我们制备的AlGaN/GaN HEMT器件,利用极化库仑场散射理论,分析计算不同栅源偏压VGS下,栅下沟道载流子低场迁移率(μ)变化和栅源寄生串联电阻(Rs)、栅漏寄生串联电阻(RD)的变化,由此模拟计算得到的AlGaN/GaN HEMT器件Ⅰ-Ⅴ输出特性曲线与测试得到的Ⅰ-Ⅴ输出特性曲线吻合的很好,从而明确了极化库仑场散射效应在AlGaN/GaN HEMT器件Ⅰ-Ⅴ特性物理模型中的重要作用,建立了包括极化库仑场散射效应的AlGaN/GaN HEMT器件Ⅰ-Ⅴ特性物理模型。2.AlGaN/GaN HEMT小信号等效电路参数提取制备了亚微米栅长的AlGaN/GaN HEMT器件,采用15元件等效电路模型进行小信号参数提取,根据测量的小信号S参数提取了各个元件的值,结合极化库仑场散射效应,我们采用热场法提取的栅源寄生串联电阻值、栅漏寄生串联电阻值会随偏置点的变化而变化,其进一步表明极化库仑场散射效应对AlGaN/GaN HEMT器件特性有重要的影响。3.AlGaN/GaN HEMT器件非线性等效电路建模为了更好地与电子设计自动化(EDA)软件结合,采用Curtice立方模型拟合器件Ⅰ-Ⅴ输出曲线,结合提取的器件参数和大信号等效电路结构,采用符号定义器件(symbolic defined devices,简称 SDD)建立AIGaN/GaN HEMT器件大信号模型。将建好的模型嵌入直流和S参数仿真电路,通过仿真得到模型的I-V输出特性曲线和小信号S参数,与实际器件测量得到的Ⅰ-Ⅴ输出特性曲线和小信号S参数对比,证明我们建立的模型与实际器件符合的较好。4.GaN HEMT器件线性度研究采用Cree公司的CGH60008D、CGH60015D、CGH60030D GaN HEMT器件大信号模型,通过ADS(EDA软件,全称为Advanced Design System)谐波仿真,得到叁种不同栅宽器件在不同频率下的功率增益、效率、1dB压缩点等参量,研究频率和栅宽对器件线性度的影响。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-29）
韩华博[4]（2019）在《高电子迁移率铱配合物的光电性能研究》一文中研究指出近年来,有机电致发光器件(OLEDs)经过叁十多年的极速发展,已经进入到产业化进程,在手机和电视中都已经量产。磷光铱配合物因为具有发光颜色易调节、效率高和热稳定性好等优点得到广泛关注。提高铱配合物的电子迁移率有利于器件中电子的传输,增加电子和空穴的复合几率和复合区域,得到高性能的OLEDs。本论文中,通过修饰主配体和辅助配体的结构,得到一系列具有高电子迁移率的铱配合物,其器件也表现出良好的性能。具体内容如下:1.以2-(3,5-二叁氟甲基苯基)嘧啶(tfmphpm)和2-(2,6-二叁氟甲基吡啶-4-)嘧啶(tfm ppm)为主配体,2-(5-苯基-1,3,4-恶二唑-2-)苯酚(pop)为辅助配体合成了两例绿光铱配合物Ir(tfmphpm)2(pop)和Ir(tfmppm)_2(pop),它们的最大发射波长分别为501和505 nm,相对量子效率分别为0.87和0.94。在1040(V cm~(-1))~(~(1/2))到1300(V cm~(-1))~(1/2)的电场下,Ir(tfmphpm)2(pop)和Ir(tfmppm)_2(pop)的电子迁移率分别为6.05-6.21 × l0-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)和6.67-6.90 × 10-6 c1cm~2 V~(-1) s~(-1)。为了研究Ir(tfmphpm)2(pop)和Ir(tfmppm)_2(pop)的电致发光性能,制备了单发光层器件。相比较而言,基于Ir(tfmppm)_2(pop)的器件性能更好,其最大亮度(Lmax)、最大电流效率(ηc,max)、最大功率效率(ηp,max)和最大外量子(EQEmax)效率分别为48 981 cd m-2、92.79 cd A~(-1)、39.46 lm W~(-1)和31.8%。这可归因于配合物Ir(tfmppm)_2(pop)中更多氮原子的引入改变了配合物中电子云的分布,使得LUMO能级降低,同时也提高了配合物的电子迁移率。而较低的LUMO能级和较高的电子迁移率有利于电子的注入和传输,从而增大载流子的复合几率和复合区域,得到高性能的OLEDs。2.以2-(2,6-二叁氟甲基吡啶-4-)嘧啶(tfmppm)、2-(2,6-二叁氟甲基吡啶-4-)-5-氟嘧啶(f-4-tfmppm)和2-(2,6-二叁氟甲基吡啶-3-)-5-氟嘧啶(f-3-tfmppm)为主配体,乙酰丙酮(acac)和四苯基磷酰亚胺(tpip)为辅助配体合成了四例绿光铱配合物,它们的最大发射波长分别为495、501、497和500nm,相对量子效率分别为0.85、0.89、0.92和0.94。随着主配体结构的修饰和辅助配体的改变,配合物Ir(tfmppm)_2(acac)、Ir(tfmppm)_2(tpip)、Ir(f-4-tfmppm)2(tpip)和 Ir(f-3-tfmppm)2(tpip)的LUMO能级逐渐降低,电子迁移率逐渐提高。在1040(Vcm~(-1))~(1/2)到1300(V cm~(-1))~(1/2)的电场下,它们的电子迁移率分别为4.99-5.04 ×10-6cm~2V~(-1)s~(-1)、5.00-5.45 × 1 0-6 cm~2 V~(-1) s1、5.26-5.81 × 1 0-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)和6.23-6.92 × 1 0-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)。以该系列配合物为发光中心制备单发光层器件探究其电致发光性能。以tpip为辅助配体的铱配合物的光电性能更好,同时,取代基的差异也会影响配合物的性质。其中,基于Ir(f-3-tfmppm)2(tpip)的器件性能最好,器件的Lmax、ηc,max、ηp,max和EQEmax可分别高达44 446 cd m-2、92.83 cd A~(-1)、76.80 lm W~(-1)和29.5%。3.以1-(2,6-二叁氟甲基吡啶-4-)异喹啉(tfmpiq)和4-(2,6-二叁氟甲基吡啶-4-)喹唑啉(tfmpqz)为主配体,acac为辅助配体合成两例橙红光配合物Ir(tfmpiq)2(acac)和Ir(tfmpqz)2(acac),它们的最大发射波长分别为587和588 nm,相对量子效率分别为0.42和0.91。其中,喹唑啉基团的引入对配合物的电子云分布有明显的影响:降低了LUMO能级,并极大的提升了配合物的内量子效率和电子迁移率。在1040(V cm~(-1))~(1/2)到1300(V cm~(-1))~(1/2)的电场下,Ir(tfmpiq)2(acac)和Ir(tfmpqz)2(acac)的电子迁移率分别为8.57-8.65 × 10-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)和9.47-10.23 ×10-6 cm~2V~(-1) s1。除了修饰配合物结构,提高配合物的电子迁移率得到高性能的OLEDs,优化器件结构也可以进一步增大载流子的复合几率和复合区域,提升器件性能。首先制备单发光层器件初步研究配合物的电致发光性能。其中,基于Ir(tfm pqz)2(3acac)的器件G2性能较好,其Lmax、ηc,max、ηp,max和EQEmax分别为66 716 cdm-2、43.76 cd A~(-1)、38.17lm W~(-1)和14.8%。双发光层器件可以降低载流子注入能垒,增加电子-空穴的复合几率和复合区域。为了获得更好的性能,制备双发光层器件进一步探究Ir(tfmpiq)2(acac)和Ir(tfmpqz)2(acac)的电致发光性质。相对单发光层器件G1和G2来说,双发光层器件G3和G4的性能得到了明显的提升。其中以Ir(tfmpqz)2(acac)为发光中心的器件G4的Lmax、ηc,max、ηp,max和EQEmax可分别高达96609cdm-2、59.09cd A~(-1)、53.61 1m W1和20.2%。4.由于以tfmpiq和tfmpqz为主配体的配合物表现出了优良的性能,进一步以具有较大的空间结构和强极性基团P=O的tpip为辅助配体,合成了两例橙红光铱配合物Ir(tfmpiq)2(tpip)和Ir(tfmpqz)2(tpip),它们的最大发射波长为591和589 nm,相对量子效率分别为0.47和0.98。在1040(V cm~(-1))~(1/2)到1300(V cm~(-1))~(1/2)的电场下,它们的电子迁移率分别为6.44-7.20 × 10-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)和8.93-9.47 ×10-6 cm~2 V~(-1) s~(-1)。以Ir(tfmpiq)2(tpip)和Ir(tfmpqz)2(tpip)为发光材料的单发光层器件以及双发光层器件均得到了较好的性能。其中,基于Ir(tfmpqz)2(tpip)的双发光层器件性能最好,器件的Lmax、ηLmax、ηc,max、ηp,max和EQEmax可高达125 572cd m-2、57.19cd A~(-1)、42.76 lm W1和18.7%。Eu(DBM)3phen因为具有较低LUMO能级,可以作为敏化剂,从而优先捕获电子,同时降低电子在主体材料的富集;此外其较低的HOMO能级使空穴较难传输到敏化剂,因此空穴和电子的复合将主要发生在铱配合物上。因此,制备了加入稀土配合物敏化的双发光层器件继续探究Ir(tfmpqz)2(tpip)的器件性能。器件的Lmax、ηc,maxηp,max和EQEmax分别提高到129466cdm-2、62.96cdA~(-1)、53.43lm W~(-1)和20.2%。而且,在亮度为1000 cd m-2,电流效率仍可高达58.84cd A~(-1)。5.以1-(3,5-二叁氟甲基苯基)异喹啉(tfmphiq)和4-(3,5-二叁氟甲基苯基)喹唑啉(tfmphqz)为主配体,tpip为辅助配体合成了黄光铱配合物Ir(tfmphiq)2(tpip)和Ir(tfmphqz)2(tpip)。在1040(Vcm~(-1))~(1/2)到1300(Vcm~(-1))~(1/2)的电场下,它们的电子迁移率分别为8.14-8.6]× 10-6 cm~2 V1 s~(-1)和9.38-10.00 × 10-6 cm~2 V~(-1)s~(-1)。采用单发光层器件结构对Ir(tfmphiq)2(tpip)和Ir(tfmphqz)2(tpip)的光电性能进行了研究。其中基于Ir(tfmphqz)2(tpip)的器件性能较好,器件的Lmax、ηc,max、ηp.max和EQEmax分别为96 377 cd m-2、106.66 cd A~(-1)1、64.72 lm W~(-1)和29.7%。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
[5]（2019）在《硅上的多通道叁栅极III-氮化物高电子迁移率晶体管》一文中研究指出目前瑞士和中国的研究人员共同制造出具有五个III族氮化物半导体沟道能级的叁栅极金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管,从而提高了静电控制和驱动电流。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和中国的Enkris半导体公司所制造的材料结构由5个平行层组成,包括10nm氮化铝镓(AlGaN)阻挡层,1nm AlN间隔层和10nm GaN沟道(图1)。其中阻挡层是以5×1018/cm3的部分水平掺杂硅以(本文来源于《半导体信息》期刊2019年01期）
任舰,苏丽娜,李文佳[6]（2018）在《短沟道AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的Ⅰ-Ⅴ特性研究》一文中研究指出考虑栅电压、漏电压和沟长调制效应影响下,在长沟道高电子迁移率晶体管(HEMT)的Ⅰ-Ⅴ输出特性基础上,引入有效迁移率和有效沟道长度,推导了短沟道AlGaN/GaN HEMT的电流-电压(Ⅰ-Ⅴ)输出特性模型.通过比较栅长为105nm时模型计算结果与实际器件的输出特性,表明推导的短沟道AlGaN/GaN HEMT的Ⅰ-Ⅴ模型与实验结果基本相符,误差小于5%.(本文来源于《淮阴师范学院学报(自然科学版)》期刊2018年04期）
朱庚昌[7]（2018）在《热蒸发SiO_x在氮化镓高电子迁移率晶体管中的应用研究》一文中研究指出GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)凭借其高跨导、高饱和电流、高击穿电压等特点,成为近十多年来微电子器件领域的研究热点,在高温、高频、大功率电子器件领域有着广阔的应用前景。尽管人们已经对GaN HEMT器件进行了很多研究,但是受电流崩塌效应、漏电流大等问题影响,GaNHEMT器件距离大规模商业化还有一定的差距。由于目前GaN HEMT的器件机理和工艺技术还不是很成熟,对于GaN HEMT器件器件制备工艺的优化和性能参数的研究尤为重要。本论文首先对GaN HEMT的欧姆接触工艺进行了优化。然后分别研究了不通氧热蒸发的SiOx(x=1.1)和反应热蒸发的SiOx钝化层(1.1≤x≤1.7)对GaNHEMT性能的影响。本论文还对热蒸发的SiOx作栅介质的GaN金属-氧化物-半导体HEMT(MOS-HEMT)的器件性能进行了研究。最后,利用Silvaco仿真软件对使用SiOx作为绝缘介质层的单场板和双场板结构的GaNHEMT器件进行了仿真计算,优化了场板结构的参数。本论文的具体内容如下:1.GaNHEMT器件欧姆接触的优化将电极间距为10μm的样品在氮气中退火,利用传输线法(TLM)计算了欧姆接触电阻Rc、比接触电阻率ρc等参数,对Al/Ti厚度比例、退火温度、退火时间和合金金属等参数进行了优化。Al/Ti厚度比例存在一个最优值使欧姆接触达到最佳。在850℃,40 s的退火条件下,Ti/Al/Ni/Au电极的Rc和ρc都是随Al/Ti厚度比例的增加先减小后增加。在Al/Ti厚度比例为5:1时达到最佳,分别为0.85Ω·mm和2.2 × 10-5Ω·cm2。Ti/Al/Ni/Au电极的Rc和ρc都是随退火温度(或时间)的增加先减小后增加。由于Au会向半导体内进行扩散掺杂,温度过高或者时间过长时欧姆接触开始变差。采用Al/Ti/Ni/Au(30/150/50/60nm)的多金属层在氮气中900℃退火50s时欧姆接触达到最佳,Rc和ρc分别为0.24Ω·mm和1.3 × 10-6Ω·cm2。将该条件下的金属电极再进行300 ℃退火10分钟后没有明显退化,证明该欧姆接触具有良好的热稳定性。在相同的退火条件下(900 ℃,50s),Ti/Al/Ni/Au 的Rc和 ρc要比 Ti/Al/Ti/Au(0.53 Ω mm,6.7×10 6 Ω·cm2)低很多。2.热蒸发的SiOx钝化层的研究(1)不通氧热蒸发的SiOx钝化层对GaN HEMT性能的影响研究了(不通氧)热蒸发的SiOx钝化层对GaNHEMT器件性能的影响,并与PECVD生长的SiNx钝化的器件进行了对比。由于钝化层对表面陷阱的抑制作用,SiOx和SiNx钝化的HEMT器件的最大漏极电流Idmax分别增加19%和25%,峰值跨导gm分别增加了 18%和24%。SiOx钝化的器件的关态电流Ioff要比SiNx钝化的器件高叁个数量级。SiOx钝化后器件的陷阱密度Dit明显减小(1.16×1012cm-2·eV-1),而 SiNx钝化(1.13×1013cm-2·eV-1)的器件明显增加。这很有可能是由于PECVD生长SiNx过程中引入的离子轰击造成的,而热蒸发没有这种损伤。SiOx钝化的器件栅漏电Igleak降低了一个数量级,而SiNx钝化的器件增加了一个数量级。未钝化、SiOx钝化和SiNx钝化之后HEMT器件的肖特基势垒高度Φb分别是0.79、0.85和0.73 eV。SiOx钝化使Φb增加,导致了栅漏电减小Igleak中应该还包括与陷阱的密度和陷阱能量有关的隧穿电流。激活能为0.21 eV的表面陷阱与GaNHEMT器件的栅漏电机制密切相关,而这些陷阱又会受不同钝化工艺的影响。SiOx钝化的HEMT器件的击穿电压Vbr从175 V增加到206 V,而SiNx钝化的器件则减小到111 V。由于钝化材料和钝化方法的不同,SiOx和SiNx钝化的HEMT器件的截止频率从4.0 GHz分别增加到了 5.2和5.8 GHz。在偏压应力测试中,由于栅电子注入和逆压电效应使HEMT器件在施加偏压应力后漏极电流、跨导和栅漏电等参数都发生了明显的退化,而且退化程度随偏压(或者时间)的增加而增加。负的栅偏压会引起AlGaN/AlN/GaN异质结中的逆压电效应,使晶格迟豫而产生新的晶格缺陷,构成可以束缚电子的陷阱。在加入SiOx钝化层后,器件的漏极电流退化程度明显降低。这说明SiOx钝化层可以减少束缚电子的表面陷阱密度,从一定程度上消除了虚栅效应引入的性能退化。在Vgs =-20V、Vds = 0V的应力下偏置2小时,发现未钝化器件的Idmax和gm分别降低了 36.4%和36.8%,而SiOx钝化的器件则分别为13.0%和12.8%。此外,SiOx钝化的器件(1.4 × 10-4 mA/mm)的Igleak也比未钝化器件(2.8 × 10-2mA/mm)的低两个数量级。这是由于SiOx钝化层可以减少AlGaN势垒层的表面陷阱,从而减少栅电子的注入。此外,SiOx钝化层在AlGaN势垒层引入的应力也可以抑制逆压电效应。(2)反应热蒸发的SiOx钝化层对GaNHEMT性能的影响本实验研究了在通氧气时,不同反应室气压下热蒸发的SiOx钝化层对GaN HEMT器件性能的影响,并对SiOx薄膜材料的性质进行了表征。随着反应室气压的增加,即通氧量的增加,SiOx中氧组分x的值增大。SiO在蒸发的过程中被氧化成SiOx,在背景真空为1×10-6-6 × 104Torr的范围内,x的值在1.1到1.71之间。AFM图像显示不同组分的SiOx薄膜的方均根粗糙度小于1nm,粗糙度随反应室气压的增加而增加。不同组分的Six使器件的Idmax有不同程度的增加,这是由于钝化层化学组分不同造成的,亦或是不同的钝化层对于AlGaN势垒层应力的不同造成的。在脉冲模式下未钝化的HEMT器件的Idmax下降了28.2%,而薄膜B(SiO1.23)钝化的器件的电流崩塌只有11.5%。薄膜C(SiO1.41)、D(SiO1.54)和E(SiOi.71)对电流崩塌的抑制效果并没有那么明显,分别为20.2%、25.7%和28.1%。这可能是因为这些样品中存在的较高密度的SiOx/AlGaN界面陷阱。除薄膜E外,SiOx钝化之后的Ioff都有接近一个数量级的减小。这种Ioff的变化与器件表面陷阱态密度或者电子在器件表面跳跃传导的活化能不同有关。薄膜B钝化的HEMT器件的Igleak最低,比未钝化器件降低了近20倍。薄膜A、C和D钝化的器件的Ieak也有不同程度的降低。然而,薄膜E钝化的器件的Igleak上升了一个数量级。SiOx/AlGaN之间的界面陷阱会影响器件的栅漏电。与未钝化的(99V)、薄膜A(138V)、C(143V)、D(124V)和 E(87V)钝化的 HEMT 器件相比,薄膜B钝化的器件的Vbr(151 V)最大。3.热蒸发SiOx作栅介质的GaN MOS-HEMT的研究主要研究了具有不同厚度(10-30nm)的不通氧热蒸发的SiOx作栅介质的GaNMOS-HEMT,并与传统的金属-半导体HEMT(MES-HEMT)进行了对比。热蒸发工艺没有离子轰击,对器件表面没有损伤。而且热蒸发工艺没有高温生长过程,可以使用剥离工艺制备栅介质图形,避免了干法或者湿法刻蚀对半导体带来的损伤。与MES-HEMT(317mA/mm)相比,具有10、20和30nm厚度SiOx栅介质的MOS-HEMT器件的Idmax分别为380、402和452 mA/mm。这可能是因为SiOx介质层对表面陷阱起到了抑制作用,减少了虚栅效应。亦或是SiOx介质层在AlGaN层引入了应力,从而使异质结极化效应增强,进而使二维电子气浓度增加。因此,MOS-HEMT器件的电子气浓度会随着SiOx厚度的增加而增大。由于电子气浓度的增加,沟道的导电性变得更好,MOS-HEMT器件的通态电阻明显减小。此外,MOS-HEMT具有更低的Ioff和较高的开关比。尤其是在含有30nm厚的SiOx栅介质的器件中,Ioff降低了两个多数量级,开关比达到1.4×108。MOS-HEMT 的 Dit(～1.0×10 12cm-2·eV-1)明显低于 MES-HEMT 器件(2.4× 1012 cm-2·eV-1)。这使得SiOxMOS-HEMT在栅漏电、击穿电压和电流崩塌等方面都有极大的改善。与MES-HEMT器件相比(6.4 × 10-5mA/mm),含有30nm厚的Six的MOS-HEMT的Igleak(9.6×10-7 mA/mm)降低了近两个量级,击穿电压增加了 100V。这是由于势垒高度的增加抑制了载流子在金属和半导体之间的注入。此外,电流崩塌程度比MES-HEMT器件平均减小46%,截止频率和最大振荡频率分别增加了 144%和74%。4.场板结构GaN HEMT的击穿特性的Silvaco仿真利用Silvaco仿真软件对使用SiOx作为绝缘介质层的单场板和双场板结构的GaN HEMT器件进行了仿真计算。详细研究了 HEMT器件的击穿特性,对两种场板的结构参数(场板长度Lfp和SiOx厚度t)进行了优化,使器件的击穿电压达到最大。单场板器件在Lf[=1 μm,t = 0.4 μm时,Vbr达到465 V,比无场板结构的器件(119V)增加270%。双场板器件在Lfp1=Lfb2=1.5 μm,t22=0.2μm时,Vbr为566V,分别比无场板和单场板器件增加了 380%和22%。相比没有场板的情况(42V/μm),单场板和双场板HEMT器件的击穿强度Vbr/Lgd分别提升到88和105 V/μm。此外,还对器件沟道内部电场分布和偏压对其产生的影响进行了研究,并对电场分布与击穿电压之间的关系进行了分析。结果表明,场板是提高HEMT器件耐压性能的有效手段,双场板对器件的击穿特性的提升比单场板结构更有效。利用Silvaco软件仿真使用SiOx作为绝缘介质层的GaN HEMT器件的击穿特性对以后实际器件的设计和制备具有指导意义。(本文来源于《山东大学》期刊2018-12-03）
周晓娟[8]（2018）在《AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中电子迁移率及Ⅰ-Ⅴ输出特性》一文中研究指出由于存在较强的自发和压电极化效应,即使在未掺杂时,AlGaN/GaN异质结构也可获得高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG),使其适合于制作高电子迁移率晶体管(HEMT).因材料本身具有高熔点、高电子迁移率、高饱和电子速率和高击穿场强等优点,AlGaN/GaN异质结HEMT可适用于高温、高频和高功率的工作条件,在雷达预警设备、无线通讯设备、卫星通讯设备和高频微波器件中都有很大应用潜力.但其典型的高栅漏电流和电流崩塌现象却始终伴随在器件发展中,一度成为限制其拓宽应用的主要因素.目前,解决此问题的主要手段之一是在AlGaN材料表面生长绝缘栅层,即构成金属-氧化物(绝缘体)-半导体高电子迁移率晶体管(MOS(MIS)HEMT).已有的研究表明,此类结构既能有效地抑制电流崩塌现象,又可在一定程度上降低栅漏电流.近年来,使用Al2O3、SiO2、HfO2等氧化物作为绝缘栅的MOSHEMT的研究已经取得了很大进展.在此基础上,本文主要研究AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT器件中2DEG的电子态、光学声子,探讨电子-光学声子相互作用下的2DEG迁移率,进而分析此类器件的Ⅰ-Ⅴ输出特性.具体研究内容、研究方法及所得主要结论概括如下:(1)Al2O3/AlGaN/GaN MOSHEMT中光学声子散射下2DEG的迁移率似.考虑导带带阶及极化引起的内建电场,利用有限元差分法数值求解单电子的薛定谔方程,获得电子各能级能量和相应的波函数.计入AlGaN体横光学声子的双模性,运用MREI模型、权重法和连续介电模型讨论光学声子结构和静电势.根据Lei-Ting平衡方程理论,获得各支光学声子对μ的定量影响.同时,分析叁元混晶及尺寸效应、温度、远程界面电荷对电子态和光学声子乃至μ的影响.结果表明,AlxGa1-xN叁元混晶中A1组分x的增加会加深势阱深度,增强对2DEG的束缚;界面(IF)光学声子势随之增加,而半空间(HS)光学声子势随之减小;μ先减后增.AlGaN垒层厚度及在一定范围内远程固定电荷浓度的增加可以提高迁移率,而温度及Al2O3绝缘栅厚度的增加则使其降低.(2)各类绝缘栅AlGaN/GaN MOS(MIS)HEMT中2DEG迁移率.比较绝缘栅分别为 Al2O3、HfO2、SiO2和 Si3N4 时,MOS(MIS)HEMT 中 2DEG 的电子态、电子面密度和迁移率,分析不同结构的固定电荷、叁元混晶和尺寸效应.结果显示,以HfO2为绝缘栅时,势阱最深,对2DEG的束缚作用最强.增加AlxGa1-xN的A1组分x或其厚度,MOSHEMT中2DEG面密度ns及迁移率μ随之减小.而以其它叁种材料为绝缘栅时,ns和μ则随之增加.当x较小时,HfO2为绝缘栅时的μ值最高;当x较大时,Al2O3为绝缘栅的器件则可获得最大μ值.对于不同的绝缘栅,ns和μ随绝缘栅厚度和固定电荷的变化趋势基本相同.(3)AlN插入层对Al2O3/AlGaN/GaN MOSHEMT中2DEG迁移率的影响.利用转移矩阵法分析引入AlN插入层后各支光学声子的色散关系和声子势.在内容(1)的基础上,讨论AlN插入层对光学声子、2DEG电子态乃至迁移率等的影响.结果表明,插入层可削弱界面光学声子对电子的散射作用而提高μ值.但μ却随着插入层厚度的增加而下降.可见,较薄的插入层可优化器件的特性.(4)Al2O3/AlGaN/GaN MOSHEMT的Ⅰ-Ⅴ输出特性.在全耗尽假设下,运用电荷控制模型计算获得MOSHEMT的输出电流.结果表明,Al组分和材料尺寸的改变将使器件阈值电压产生负向漂移.输出电流则随Al组分和栅介质厚度增加而增大,随AlGaN垒层厚度增加而减小.叁元混晶和尺寸效应对器件阈值电压和Ⅰ-Ⅴ输出特性也有很大影响.以上对MOS(MIS)HEMT器件中2DEG迁移率及输出特性的研究结果可为相关器件的制作及其性能改进提供理论依据.(本文来源于《内蒙古大学》期刊2018-10-19）
[9]（2018）在《高电子迁移率的磁感应氮化镓晶体管》一文中研究指出英国斯旺西大学和塞尔维亚尼斯大学的研究人员声称他们首次制造出氮化镓(GaN)磁性高电子迁移率晶体管(MagHEMT)。可以看出器件采用的是分流式漏极,这可以评估由于与磁场相互作用引起的电子路径偏差。这些器件的相对灵敏度由漏极端子之间的电流差相对于特斯拉(T)中磁场上的总漏极电流给出。(本文来源于《半导体信息》期刊2018年05期）
孔令强[10]（2018）在《基于高自热偏置下氮化镓高电子迁移率晶体管的热阻提取和微波建模》一文中研究指出基于第叁代宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)的微波器件以其禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速度超高等突出特点,特别适合于制作高频、高压、大功率微波器件,在军用和民用等领域均具有广泛的应用前景。基于氮化镓的高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)无论是在工作频率、增益等方面都有着巨大的优势。GaN HEMT器件中功率的耗散会使得沟道温度的升高进而导致电子迁移率和饱和速率降低,最终限制了最大输出电流和功率转换效率,此外,沟道温度也和器件的稳定性和使用寿命紧密相关。在此背景下,本文利用TCAD仿真工具构建了HEMT器件模型,研究了器件的自热效应,计算了器件热阻,并对器件的优化设计和非线性模型进行了讨论。本文的主要研究内容包括:1)详细介绍了GaN HEMT器件的物理结构和基本工作原理,分析了器件的自热效应对器件工作效率和输出特性的影响;2)介绍了几种射频器件热阻的提取方法,通过比较各方法优劣,将一种基于高自热偏置区域直接提取器件热阻的方法应用于GaN HEMT器件中;3)在TCAD软件中构建出栅宽为250μm、栅长为0.25μm的GaN HEMT器件模型,通过仿真出不同温度下的输出特性曲线,利用推导的公式直接计算器件热阻;4)以GaN HEMT器件热阻为研究对象,分析了器件的结构性因素和非结构性因素对器件热阻的影响,进而对GaNHEMT器件的优化进行了分析和设计;5)研究了HEMT器件的非线性模型EEHEMT,并将本文所提取热阻嵌入其中,完善了模型中的热模型,拟合结果证明模型精度大大提高。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-10-01）
电子迁移率论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氮化镓高电子迁移率晶体管在高频、高功率领域的优良特性使得氮化镓在射频微波器件领域具有广泛的应用市场,因此提高器件的频率特性、输出电流大有所益。文章介绍了氮化镓高电子迁移率晶体管的基本工作原理,基本制备工艺,并分析了工艺对器件性能的影响。氮化镓高电子迁移率晶体管的工艺步骤主要分为隔离区制备、源漏区欧姆接触制备、栅极金属制备、器件钝化、钝化层开孔、器件PAD制备。其中光刻工艺和清洗工艺贯穿到器件制备工艺的每一步,光刻工艺直接影响到工艺图形化转移的精确度,清洗工艺则影响到器件的表面态密度,都十分重要。刻蚀工艺主要用于隔离区制备、钝化层开孔等工艺步骤,快速热退火工艺用于源漏区欧姆接触的制备,工艺中需要精确控制刻蚀的深度和退火的时间和温度。小线宽的栅极制备工艺是器件制备中的关键,由于射频器件的栅长在亚微米、深亚微米甚至纳米级别,传统的紫外光刻由于波长限制无法满足这样的线宽需求,因此栅极制备需要使用电子束光刻来定义栅极图案。电子束光刻胶的厚度与可曝光线宽大小存在折衷关系,因此电子束光刻胶的分辨率、深宽比直接影响到器件的最小栅长和栅金属厚度。为了提高器件性能,可以选用高深宽比、高分辨率的电子束光刻胶,也可以通过制备T栅结构来降低栅电阻,从而降低对栅金属高度的要求。针对电子束光刻胶在金属蒸镀过程中的剥落问题,文中提出了提高金属蒸镀速率和对电子束光刻胶进行氟等离子体处理这两种有效的解决方法。器件的性能与工艺直接相关,文章介绍了栅金属膜层对器件转移特性的影响,并比较了不同尺寸器件的转移特性、阈值电压、输出特性以及频率特性。文章以T型栅器件为例分析了器件的短沟道效应,阈值电压随着栅长的减小而减小,随着源漏电压的升高而下降,这些特性在设计栅长为100nm以下的器件中表现尤为明显,即为短沟道效应。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电子迁移率论文参考文献
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