金属-铁电体-GaN结构研究

以铁电体Pb(Zr0.53Ti0.47)O3取代传统绝缘栅氧化物制备了GaN基金属-绝缘层-半导体(MIS)结构.由于铁电体具有较强的极化电场和高介电常数,GaN基金属-铁电体-半导体(MFS)结构的电容-电压特性与其他GaN基MIS结构相比较得到了显著的提高.GaN基MFS结构中GaN激活层达到反型时的偏压小于5V,这和硅基电子器件和集成电路的工作电压一致,而且结果表明GaN层的载流子浓度比其背景载流子浓度减小了一个数量级.因此,GaN基MFS结构对于GaN基场效应晶体管的实际应用具有重要的意义.     

GaN基MFS结构C-V特性研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在n型GaN衬底上制备了PZT铁电薄膜及其相应的金属-铁电体-半导体(MFS)结构,测量了该MFS结构的C-V特性,从理论上分析了所制备的MFS结构的阈值特性.阈值电压的实验与理论分析结果吻合较好.采用PZT铁电薄膜作为GaN基MFS结构的栅介质,利用其高介电常数和较强的极化电场可以显著降低GaN基MFS器件的工作电压.     

GaN基p-i-n型紫外探测器钝化工艺研究

钝化层膜系的选择及其工艺的优化对降低GaN基紫外探测器的漏电流和提升其可靠性是至关重要的。文章采用多种钝化层：等离子体增强化学气相沉积生长的Si₃N₄(PECVD-Si₃N₄)、电感耦合等离子体化学气相沉积生长的Si₃N₄(ICPCVD-Si₃N₄)和SiO₂(ICPCVD-SiO₂)以及等离子原子层沉积生长的Al₂O₃(PEALD-Al₂O₃),分别制备了GaN基金属-绝缘体-半导体(MIS)器件，并对MIS器件的电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)特性进行了对比研究。采用PECVD-Si₃N₄作为钝化层的GaN基MIS器件具有较低的漏电流；在双层PECVD-Si₃N₄钝化层中插入PEAL...     

p型InGaN/GaN超晶格N面GaN基LED的光电特性

随着氮(N)面GaN材料生长技术的发展,基于N面GaN衬底的高亮度发光二极管(LED)的研究具有重要的科学意义.研究了具有高发光功率的N面GaN基蓝光LED的新型结构设计,通过在N面LED的电子阻挡层和多量子阱有源层之间插入p型InGaN/GaN超晶格来提高有源层中的载流子注入效率.为了对比N面GaN基LED优异的器件性能,同时设计了具有相同结构的Ga面LED.通过对两种LED结构的电致发光特性、有源层中能带图、电场和载流子浓度分布进行比较可以发现,N面LED在输出功率和载流子注入效率上比Ga面LED有明显的提升,从而表明N面GaN基LED具有潜在的应用前景.     

发蓝光的发光二极管

日本某公司技术研究所研制成功发蓝光的氮化镓(GaN)发光二极管,其结构为金属-绝缘体-半导体(MIS).这种器件以蓝宝石为衬底,外延生长一层GaN膜.由于两者的晶格常数约差30%,故粘复性差,成品率不高.为此,该公司采用高温热处理工艺解决了这个问题,并使位错和陷阱之类的晶体缺陷大大减     

溶胶-凝胶法制备Bi2O3-ZnO-Nb2O5薄膜及GaNMIS结构C-V特性

采用溶胶-凝胶法制备出高介电常数的Bi2O3-ZnO-Nb2Os(BZN)薄膜.总结出适合作为GaN金属-绝缘层-半导体场效应晶体管(MIS FET)栅介质的BZN薄膜的原料配比、烧结温度和保温时间等工艺参数,解决了原料溶解、粘稠度、浸润度等工艺问题.同时,结合半导体工艺制造出以BZN薄膜为绝缘介质的GaN MIS结构,通过测量到的高频C-V特性曲线,得到薄膜的相对介电常数为91,MIS结构的强反型电压为-3.4V,平带电压为-1.9V.     

溶胶-凝胶法制备Bi2O3-ZnO-Nb2O5薄膜及GaNMIS结构C-V特性

采用溶胶-凝胶法制备出高介电常数的Bi2O3-ZnO-Nb2Os(BZN)薄膜.总结出适合作为GaN金属-绝缘层-半导体场效应晶体管(MIS FET)栅介质的BZN薄膜的原料配比、烧结温度和保温时间等工艺参数,解决了原料溶解、粘稠度、浸润度等工艺问题.同时,结合半导体工艺制造出以BZN薄膜为绝缘介质的GaN MIS结构,通过测量到的高频C-V特性曲线,得到薄膜的相对介电常数为91,MIS结构的强反型电压为-3.4V,平带电压为-1.9V.     

8英寸Si衬底上高质量AlGaN/GaN HEMT结构的生长

在8英寸(1英寸=2.54 cm)的Si衬底上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长了高质量、无龟裂的GaN薄膜和AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构.通过调节应力调控层的结构,厚度为5 μm的GaN膜层翘曲度低于50 μm.采用X射线衍射(XRD)对GaN薄膜的(002)和(102)衍射峰进行扫描,其半峰全宽(FWHM)分别为182和291 arcsec.透射电子显微镜(TEM)截面图显示GaN外延层的位错密度达到了3.5×107/cm2,证实了在大尺寸Si衬底上可以制作高质量的GaN薄膜.AlGaN/GaN HEMT结构的二维电子气浓度和载流子迁移率分别为9.29×1012/cm2和2 230 cm2/(V·s).基于这些半绝缘AlGaN/GaNHEMT结构所制作的功率电子器件的输出电流可达20 A,横向击穿电压可达1 200 V.     

MIS结构降低源漏极接触电阻的研究进展

介绍了降低金属氧化物半导体场效应晶体管中金属/半导体接触电阻的一种新型的方法,在金属与半导体之间插入一层薄的电介质形成金属-界面层-半导体(metal-interfacial layer-semiconductor,MIS)结构以降低金属/半导体接触电阻。回顾了降低接触电阻的工艺发展历程与趋势,综述了MIS结构的基础物理模型与计算模拟的方法,总结了MIS结构实验研究的最新进展,讨论了MIS结构的局限性与不足之处,并展望了MIS结构在未来的发展方向。     

GaN基紫外探测器发展概况

基于宽禁带半导体材料的GaN基紫外探测器由于具有探测波长可调、工艺兼容性好、结构可多型化等优点,已成为近年来的研究热点。介绍了四种不同结构类型的紫外探测器:光导型、肖特基势垒、金属-半导体-金属、p-i-n结,并回顾了GaN基紫外探测器的的研究历程。