双轴应变下GaN有效质量的计算及其对迁移率的影响

通过计算双轴应变下氮化镓的电子能带结构,给出了GaN有效质量与应变的变化关系。在弛豫时间近似的条件下,这种关系决定了双轴应变AlGaN/GaN中二维电子气(2DEG)的迁移率的改变。在其他物理参量不变的情况下,这种二维电子气迁移率将随着张应变的增加而增加,并随着压应变的增加而减小。计算结果表明,张应变对2DEG迁移率的影响要比压应变大。此外,GaN有效质量的变化在低温时对迁移率的作用更明显。而在低温低浓度的条件下,迁移率却对有效质量的依赖很小。     

High‐efficiency transmission‐line inverse Class F power amplifiers for 2‐GHz WCDMA systems

In this article, a novel load‐network solution to implement the transmission‐line inverse Class F power amplifiers for base station WCDMA applications is presented. The theoretical analysis is based on an analytical derivation of the optimum load‐network parameters to control the second and third harmonics at the device output, including the device output parasitic shunt capacitance and series inductance. The transmission‐line inverse Class F LDMOSFET and GaN HEMT power amplifiers using NXP BLF6G22LS‐75 and CREE CGH27060F devices, respectively, were designed and measured. The high‐performance results with the drain efficiency of 70.2% and power gain of 18.0 dB for a 60‐W LDMOSFET power amplifier and with the drain efficiency of 82.3% and power gain of 14.3 dB for a 50‐W GaN HEMT power amplifier were achieved at an operating frequency of 2.14 GHz. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2011.     

半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术

测试半导体GaN功率开关器件灵敏度对掌握器件性能具有重要意义,提出一种新的半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术。通过分析半导体GaN功率开关器件的导通电阻与击穿电压关系、空穴电流与栅极电流关系掌握功率开关器件击穿机理,在此基础上,测试半导体GaN功率开关器件灵敏度;根据灵敏度测试原理与微频通道衰减值周期检查原理,测量功率开关器件微频信号功率和微频通道衰减值,汇总微频通道衰减值和最后一次开关灵敏时的衰减值,得到半导体GaN功率开关器件灵敏度。实验结果表明：所提测试技术测量半导体GaN功率开关器件灵敏度过程中,平均测试误差为0.03 dB,仅平均花费9.42ms,是一种高效、可靠的半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术。     

Si基氨化ZnO／Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜，然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化，高温下ZnO层在氨气气氛中挥发，而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线．X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构．利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构．研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线．     

Si离子注入和退火温度对GaN黄光的影响

对光致发光谱中无黄光和有强黄光的两组GaN样品作了Si离子注入 ,研究了Si离子注入及退火温度对其黄光的影响 .当退火温度升高时 ,不管是哪一组样品 ,其黄光强度和黄光强度与带边发光带强度之比都是增强的 .无黄光的GaN样品在注入Si离子并经退火后出现明显的黄光 ;而有强黄光的GaN样品经相同处理后 ,其黄光强度较原生样品大大降低 .实验结果表明离子注入加上适当退火会在GaN中引入与黄光有关的深受主缺陷从而使黄光强度增加 ,此外 ,在离子注入过程中GaN表面不仅可以吸附离子注入引入的点缺陷 ,而且还能够吸附GaN中原有的与黄光有关的点缺陷 ,这种吸附作用随离子注入剂量增加而变强 .     

基于表面势的GaN HEMT 集约内核模型

从器件表面势机理出发,考虑载流子浓度升高时费米势的变化,首次在二维泊松方程中引入新的费米势近似式,重构表面势源头方程,提出了一种直接基于表面势建立氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件模型的方法,建立了包括积累区和过渡区的物理基集约内核模型。表面势引入模型突破了现有的建模技术,给集约模型的建立提供可信的内核模型方程和理论基础。模型采用解析近似求解获得表面势,Pao-Sah模型验证可行性,I-V、C-V特性曲线与TCAD软件仿真的结果有很好的拟合,能准确描述各种偏置条件下GaN HEMT的电流、电荷特性。     

一种高效率E-1 / F 类GaN HEMT 射频功率放大器

使用GaN HEMT 功率器件,设计了一款5G 低频段的高效率E-1 / F 类射频功率放大器。为降低晶体管寄生参数及高次谐波对逆E 类(E-1 )功放开关特性和输出性能的不良影响,将具有寄生参数补偿的逆F 类(F-1 )谐波控制网络引入逆E 类功放输出匹配电路中,实现了对二次谐波和三次谐波分别进行开路和短路处理,从而获得逆E 类功放要求的良好开关特性。同时,得益于逆F 类功放优良的谐波控制效果,改善了功放漏极电压和电流波形,大大降低其漏极峰值电压和电流,进而提升了功放的输出性能。实测结果表明,该功放在3. 3 ~ 3. 6 GHz 的300MHz 有效工作带宽内的功率附加效率为59. 1% ~ 71. 4%,最大漏极效率高达75. 6%,输出功率在40. 2 ~ 41. 5dBm之间,增益平坦度在依1dB 以内。最后利用20 MHz 带宽的单载波LTE 信号作为测试信号,基于广义记忆多项式数字预失真器对该功放进行线性化后,功放输出的邻信道功率比改善了近15 dB。     

一种GaN半桥驱动器电平移位电路设计

GaN半桥输出点电压在死区时间为负值,给GaN功率器件栅极驱动电路信号通信带来了挑战.通过研究驱动器电平移位锁存电路工作状态与半桥功率级输出节点电压跳变、死区时间负压之间的相互影响,设计了一种新型的零静态功耗电平移位电路及其误触发消除电路.电路采用100 V BCD 0.18μm工艺设计,在输入电压100V、开关频率5...     

基于蓝宝石纳米图形衬底上氮化镓生长的研究

利用两步生长法在蓝宝石纳米图形衬底（NPSS）上生长得到高质量的氮化镓薄膜。通过XRD和SEM对薄膜质量的表征和研究发现,为得到高质量的氮化镓（GaN）薄膜,在NPSS上生长时得到的最优缓冲层厚度为15nm,而在微米级尺寸的图形衬底（MPSS）上得到的最优缓冲层厚度远大于15nm。同时,在NPSS上生长氮化镓薄膜的过程中观察到一个有趣的现象,即GaN在NPSS上生长的初始阶段,氮化镓晶粒主要在图形之间的平面区域生长,极少量的GaN在衬底图形的侧面上聚集生长。这一有趣的现象明显不同于GaN在MPSS上的生长过程。接着,又在NPSS上生长了GaN基LED结构,并对其光电性能进行了研究。     

引入GaN过渡层对Si（111）衬底上生长GaN外延的影响

本文研究了在Si(111)衬底上生长GaN外延层的方法。相比于直接在AlN缓冲层上生长GaN外延层,引入GaN过渡层显著地提高了外延层的晶体质量并降低了外延层的裂纹密度。使用X射线双晶衍射仪、光学显微镜以及在位监测曲线分析了GaN过渡层对外延层的晶体质量以及裂纹密度的影响。实验发现,直接在AlN缓冲层上生长外延层,晶体质量较差, X射线(0002)面半高宽最优值为0.686°,引入GaN过渡层后,通过调整生长条件,控制岛的长大与合并的过程,从而控制三维生长到二维生长过渡的过程,外延层的晶体质量明显提高, (0002)面半高宽降低为0.206°,并且裂纹明显减少。研究结果证明,通过生长合适厚度的GaN过渡层,可以得到高质量、无裂纹的GaN外延层。