检索结果-内蒙古大学图书馆

半导体光电 2008年第1期29卷 23-25页

作者：陈江峰杨莉何政上海交通大学微电子学院上海200240 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083

在利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长的Al0.3Ga0.7N材料上制备了平面和台面结构的肖特基探测器。I-V和光谱响应测试结果表明:台面结构器件的反向漏电流大于平面结构器件的反向漏电流,它们的势垒高度分别为0.71 eV和0.90 eV,理想... 详细信息

在利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长的Al0.3Ga0.7N材料上制备了平面和台面结构的肖特基探测器。I-V和光谱响应测试结果表明:台面结构器件的反向漏电流大于平面结构器件的反向漏电流,它们的势垒高度分别为0.71 eV和0.90 eV,理想因子分别为1.12和1.02;峰值响应率分别为0.07 A/W和0.005 A/W,台面结构器件的响应光谱曲线在响应波段比较平坦,而平面结构器件的光谱响应是一条随着波长的减小而降低的曲线。这些现象可能主要是由于台面结构的欧姆接触电阻及串联电阻相对较小和离子束刻蚀对台面结构所带来的损伤所致。

关键词：器件结构肖特基探测器铝镓氮

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器件结构对聚合物太阳能电池内部光电强分布的影响

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中南民族大学学报（自然科学版） 2016年第3期35卷 67-72,96页

作者：钟志有康淮陆轴龙路中南民族大学电子信息工程学院智能无线通信湖北省重点实验室武汉430074

针对以电子给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)和电子受体6,6-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)共混薄膜为活性层的本体异质结聚合物太阳能电池,根据光学干涉效应和转移矩阵方法建立了非相干光吸收理论模型,研究了电极修饰层、活性层和阴极的厚度对电池... 详细信息

针对以电子给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)和电子受体6,6-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)共混薄膜为活性层的本体异质结聚合物太阳能电池,根据光学干涉效应和转移矩阵方法建立了非相干光吸收理论模型,研究了电极修饰层、活性层和阴极的厚度对电池内部光电场分布和活性层内部光电场强度的影响.结果表明:各功能层厚度对电池内部光电场分布和活性层光电场强度具有不同程度的影响,其中活性层和电极修饰层厚度的影响较大,而阴极厚度的影响较小;引入合适厚度的电极修饰层有利于增加活性层内部的光电场强度,提高太阳能电池的能量转换效率,改善器件的光伏性能.

关键词：聚合物太阳能电池器件结构光电场分布

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器件结构和后期处理对小分子太阳电池性能的影响研究

器件结构和后期处理对小分子太阳电池性能的影响研究

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作者：吴甲奇江南大学

学位级别：硕士

太阳能电池发电作为新能源领域的重要组成部分,近一个时期以来备受瞩目。晶体硅电池的产业化已经十分成熟,而下一代的战略储备技术是各大厂商及各国争夺的焦点,其中有机太阳电池以其独特的潜在价值逐渐成为研究的热点。鉴于小分子材料... 详细信息

太阳能电池发电作为新能源领域的重要组成部分,近一个时期以来备受瞩目。晶体硅电池的产业化已经十分成熟,而下一代的战略储备技术是各大厂商及各国争夺的焦点,其中有机太阳电池以其独特的潜在价值逐渐成为研究的热点。鉴于小分子材料在分子结构上的简单性,因此小分子有机太阳电池在研究分析中更具优势。论文首先简要介绍了有机激子型半导体材料的基本特征,比较了它与无机半导体材料的不同之处,从基本物理性质方面给出了两者的主要区别。然后,文章对于有机太阳电池的基本结构与性质、工作原理、最新研究进展与发展趋势等方面做了适当的介绍。本论文以小分子酞菁锌材料为基础,以酞菁锌/碳60双层异质结为基本结构,完整地介绍了电池器件的制备过程,包括阳极ITO电极的制作、基底的前期处理、蒸发镀膜工艺等。另外,论文还用专门的篇幅分别介绍了器件的测试过程和后期的退火处理工艺。本研究的主要目标是提高小分子电池的电荷输出水平及其功率转换效率,主要工作分为两大部分:器件结构的优化和后期处理。其中,器件结构除了传统的叠层膜厚优化和电极缓冲层优化之外,尤以器件平面结构作为研究的新视角,通过实验摸索获得了全新的结论。在器件的叠层结构优化研究中,面对新的实验环境和条件,论文通过强化约束条件和指标函数,结合实际情况对理论模型做出了改进。针对C60厚度的理论预测与实验事实不符的情况,通过实验数据的比较,提出C60的电导率因氧化而下降的合理猜想,然后给出了实验证明和修正方案,最后成功解决了C60膜厚的优化问题。经过第三章的理论和实验工作,确定了电池的最佳叠层结构为: ITO（200nm）/ （25 nm）/C60（16 nm）/Al（100nm）。在器件的平面结构研究中,文章从模型分析入手,推导了有机异质结的电流表达式,并利用测试条件验证了理论的准确性;接着,文章通过合理的假设和简化,从孤立带电导体表面电荷分布的角度,对电池的短路电流和开路电压做出了较为合理的理论解释;最后总结指出,N型（扁窄型）器件的开路电压最具优势,而L型（狭长型）器件则更有利于电池的电荷输出,并且将电池的短路电流提高了15%。这一部分的工作和结论确定了后续研究的器件基础,即在最优化叠层结构的条件下宜采用L型平面结构。后期处理则是在电池制备完成之后对器件的一系列处理工艺。为进一步提高器件的电流响应水平,文章主要探讨了退火温度和退火时间对电池性能的影响,得到最佳工艺条件为100℃,20min。分析认为,退火改善了器件各层的界面形貌,减小了界面态;使电极层与功能层接触更为紧密,特别改善了ZnPc与ITO之间的接触,降低了电池的串联电阻。实验表明,最佳退火工艺将电池的短路电流和开路电压分别提高了46%和103mV,并大大减缓了器件的衰减过程,将电池的寿命提高了4倍。

关键词：有机小分子太阳电池酞菁锌/碳60 器件结构退火工艺电流响应

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集成抗ESD二极管的SOI LIGBT/LDMOS器件结构及其制作方法

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Journal of Semiconductors 2006年第z1期27卷 279-282页

作者：张海鹏汪沁孙玲玲高明煜李文钧吕幼华刘国华汪洁杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 浙江万里学院计算机科学与信息学院宁波315100 杭州电子科技大学电子信息学院IC CAD研究所杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院IC CAD研究所杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

为探索与国内VLSI制造工艺兼容的新型SOI LIGBT/LDMOS器件与PIC的设计理论和工艺实现方法,首次提出含有抗ESD二极管的集成SOI LIGBT/LDMOS器件截面结构和版图结构,并根据器件结构给出了阻性负载时器件的大信号等效电路.探讨了该结构器件... 详细信息

为探索与国内VLSI制造工艺兼容的新型SOI LIGBT/LDMOS器件与PIC的设计理论和工艺实现方法,首次提出含有抗ESD二极管的集成SOI LIGBT/LDMOS器件截面结构和版图结构,并根据器件结构给出了阻性负载时器件的大信号等效电路.探讨了该结构器件的VLSI工艺实现方法,设计了工艺流程.讨论了设计抗ESD二极管相关参数所需考虑的主要因素,并给出了结构实现的工艺控制要求.

关键词： ESD SOI LIGBT/LDMOS 器件结构工艺 PIC

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GaN基激光器的p型技术与器件结构研究

GaN基激光器的p型技术与器件结构研究

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作者：梁锋中国科学院大学

学位级别：博士

本论文研究GaN基激光器的p型技术与激光器结构设计。首先，我们研究了低温p-(Al)GaN生长，随后阐明碳杂质对p-GaN欧姆接触的影响机制，接着根据理论计算提出新型激光器结构。最终，我们制备了低阈值电流密度、长寿命的GaN基激光器。　... 详细信息

本论文研究GaN基激光器的p型技术与激光器结构设计。首先，我们研究了低温p-(Al)GaN生长，随后阐明碳杂质对p-GaN欧姆接触的影响机制，接着根据理论计算提出新型激光器结构。最终，我们制备了低阈值电流密度、长寿命的GaN基激光器。　　本论文取得主要成果如下:　　1.研究氢气载气流量及退火温度对低温p-GaN的影响，提出采用低载气流量生长低温p-GaN方法，可在较低退火温度下获得好的p型，成功将电阻率低至1.8 Ω·cm。　　2.研究退火温度（700℃-900℃）对低温p-AlxGa1-xN(8.0％≤x≤10.4％)的影响。发现，退火温度越高，Mg-H越容易断裂，逃出样品的氢杂质越多，继而电阻率越低。　　3.研究了生长速率对低温p-Al0.09Ga0.91N的影响，发现碳杂质对镁受主的补偿机制，提出降低碳杂质浓度以降低电阻率的方法，成功降低电阻率至4.2Ω·cm。　　4.研究生长温度及压强对p-GaN欧姆接触的影响，通过分析比接触电阻率对镁杂质浓度、碳杂质浓度的依赖关系，发现p++-GaN中碳杂质对欧姆接触的影响具有两面性。进一步分析变温Ⅳ、室温PL及SIMS测试结果，我们发现碳杂质影响欧姆接触的机制:在与碳杂质相关的深能级的辅助下，载流子更易实现变程跳跃导电，从而改善欧姆接触特性。最终，我们将p-GaN比接触电阻率降低至6.80× 10-5Ω·cm2。　　5.通过数值计算，提出了降低GaN基激光器中光场泄漏、光学损耗和电子泄漏的方法。首先，我们提出采用n-InGaN下波导及u-InGaN量子垒结构，成功降低光场泄漏;随后，通过分析u-InGaN上波导In组分、掺杂浓度与厚度对激光器的影响，发现采用u-InGaN做上波导可有效降低p型区域的光学损耗;接着，我们提出采用非对称有源区以及u-In0.02Ga0.98N/u-GaN/u-AlxGa 1-xN复合上波导结构，成功降低电子泄漏，提高斜率效率;进一步，我们结合理论计算和实验室结果，证实采用u-GaN上波导结构的确可以降低激光器的光学损耗及电子泄漏，从而降低阈值、提高输出功率。最终，我们成功制备了高性能GaN基蓝紫光激光器:阈值电流密度为1.46 kA/cm2、连续工作寿命超过1000小时。　　6.结合电子能谱(XPS、UPS)、AFM、SEM、能量色散谱及IV测试，分析了AlN薄膜材料及其场发射特性。我们发现:第一，氧杂质在生长过程中已进入AlN薄膜，主要以Al-O和Ga-O化学态的形式存在于AlN中;第二，薄膜厚度增加时，表面O杂质浓度增加，导致电子亲和势增大;第三，薄膜表面的非均一性是导致场发射电流非连续上升的原因;第四，AlN薄膜场发射区域的热堆积与阳极离子轰击共同导致阴极击穿;第五，掺杂浓度较低的AlN薄膜表面具稳定的尖端形貌及V型坑，使得其具有较好的场致发射性能。最终，我们获得国际上最好的AlN场发射性能:开启电压为7.28 V，最大场发射电流密度为2.55 A/cm2@20.9 V。

关键词： GaN基激光器 p型技术 p-GaN欧姆接触 AlN冷阴极器件结构

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高效、高稳定钙钛矿太阳能电池关键材料与器件结构研究

高效、高稳定钙钛矿太阳能电池关键材料与器件结构研究

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作者：王欢华中科技大学

学位级别：博士

有机/无机杂化卤化物钙钛矿材料ABX3(A=CH3NH3（MA）,HC（NH2）2（FA）,Cs;B=Pb,Sn;X=Cl,Br,I)具有高摩尔消光系数、可调的带隙、较低的激子束缚能和载流子双极性传输等特性,在电学、光学等领域的应用前景十分广阔。基于卤化物钙钛矿材... 详细信息

有机/无机杂化卤化物钙钛矿材料ABX3(A=CH3NH3（MA）,HC（NH2）2（FA）,Cs;B=Pb,Sn;X=Cl,Br,I)具有高摩尔消光系数、可调的带隙、较低的激子束缚能和载流子双极性传输等特性,在电学、光学等领域的应用前景十分广阔。基于卤化物钙钛矿材料的太阳能电池具有效率高、成本低、可低温溶液制备、透明多彩等特点和优势,从而受到了学术界和产业界的广泛关注。尽管实验室认证效率已达到22.1%,但如何在实现高效率的同时保持稳定性是其产业化应用的关键。本论文从液态钙钛矿敏化太阳能电池出发,过渡到多种结构的全固态钙钛矿太阳能电池,围绕着提升器件效率和稳定性,开展了以下几个方面的研究工作:（1）本论文从基于液态电解质的p型敏化太阳能电池入手,对比研究了钙钛矿敏化和有机染料敏化太阳能电池的工作机理和性能差异。相较于传统p型染料敏化电池,钙钛矿敏化电池具有更高的器件效率（0.71%>0.15%）,表现在显著提高的的开路电压（205 mV）和短路电流密度（9.47 mA cm-2）。机理研究表明:在p型钙钛矿敏化太阳能电池中,喷雾热解形成的NiO致密层决定了电荷的流向。介孔NiO薄膜的存在,可以有效地抽取钙钛矿产生的光生电荷。但其自身的光吸收对电池的光捕获效率造成不利竞争,介孔孔洞对液态电解质的扩散传输也存在一定的限制作用。基于高效的p型钙钛矿敏化半电池,本论文进一步将其与n型染料敏化半电池构建成pn叠层电池,实现了消光范围的拓宽和开路电压的叠加,开路电压达到1050mV,同时电池光电转换效率达4.31%,显著超过同期国际pn叠层染料敏化太阳能电池1.91%的效率记录。（2）鉴于液态钙钛矿太阳能电池的不稳定性和介孔NiO自身颜色造成的光学损失,进一步开展固态反式平面型钙钛矿太阳能电池（结构为FTO玻璃/致密NiO/钙钛矿/PCBM/Bis-C60/Ag）的研究。通过两步连续法调控FAI0.85MABr0.15浓度从而制备高质量FA1-xMAxPb（I1-yBry）3混合钙钛矿薄膜。研究发现,当FAI0.85MABr0.15的浓度为40 mg mL-1,得到的钙钛矿薄膜的物相最纯、晶粒尺寸最大、荧光寿命最长。相应的最优化器件开路电压为1101 mV,短路电流密度为21.45 mA cm-2,填充因子为0.76,光电转换效率达到17.95%。而当FAI0.85MABr0.15浓度过低或过高时,钙钛矿薄膜中会残留一定量的PbI2或δ-FAPbI3杂质相,这些杂质相对器件效率和稳定性有不同的影响。（3）针对有机空穴传输材料Spiro-MeOTAD导电性低、稳定性差、价格昂贵等缺点,采用无机铜铁矿结构的CuGaO2纳米片取代Spiro-MeOTAD,构建“FTO玻璃/c-TiO2/钙钛矿/CuGaO2/Au”顺式结构太阳能电池。CuGaO2纳米片作为空穴传输材料具有可低温涂布、空穴迁移率高(10-2～101 cm2 V-1 s-1)、化学稳定性高等优点,基于该材料,在获得更高的效率的同时,大幅提高了器件的稳定性。相比Spiro-MeOTAD的17.14%的效率,CuGaO2器件的效率达到18.51%。由于CuGaO2自身良好的化学稳定性和屏蔽作用,将CuGaO2器件在室内空气中放置30天进行老化,器件的效率仍能保持初始值的80%。（4）基于印刷介孔电池结构“FTO玻璃/c-TiO2/m-TiO2/m-Al2O3/m-Carbon”,发展了一种MAPb I3（SrCl2）x混合钙钛矿材料体系。与MAPbI3相比,混合钙钛矿材料不仅减少有毒Pb的用量,而且可以改善混合钙钛矿在介孔电极中的填充状态,且形成一种特殊的结晶形态,能够有效钝化钙钛矿缺陷态,使得钙钛矿中载流子复合寿命显著延长（180 ns>67 ns）。器件的光电转换效率由MAPbI3的12.63%提高至MAPb I3（SrCl2）0.1混合钙钛矿的15.90%。同时,混合钙钛矿器件的稳定性也得到进一步的改善,该器件在不封装情况下在白光LED照射1000 h后,效率仍保留了初始值的90%。

关键词：钙钛矿太阳能电池混合钙钛矿镓酸亚铜纳米片无机空穴传输材料器件结构

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非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的钝化材料与器件结构研究

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的钝化材料与器件结构研究

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作者：何玉平南昌大学

学位级别：博士

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池是晶体硅太阳电池的典型类型。非晶硅与晶体硅异质结之间插入一层本征非晶硅层可改善该类器件的性能,这是日本松下公司HIT电池高转换效率的关键技术因素之一。众多研究者从器件结构、构成材料和制备工艺等... 详细信息

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池是晶体硅太阳电池的典型类型。非晶硅与晶体硅异质结之间插入一层本征非晶硅层可改善该类器件的性能,这是日本松下公司HIT电池高转换效率的关键技术因素之一。众多研究者从器件结构、构成材料和制备工艺等方面对非晶硅/晶体硅异质结太阳电池进行研究。本文重点研究了三部分内容:一是热过程对非晶硅薄膜（包括氢化非晶硅α-Si:H和氢化非晶氧化硅α-SiOx:H）钝化n型直拉硅片（n-Cz-Si）的影响及作用机理;二是热丝化学气相沉积法（HWCVD）沉积α-SiOx:H钝化n-Cz-Si的可行性和控制机制;三是设计和制备非晶硅/晶硅异质结太阳电池。主要研究内容和结果如下:1、钝化层薄膜α-Si:H和α-SiOx:H性能与沉积衬底温度和后继热过程的温度关系密切。室温沉积钝化效果不理想,随衬底温度升高α-Si:H和α-SiOx:H钝化性能变优,在200～220℃效果最佳;室温沉积薄膜样品随不同温度热处理少子寿命逐渐增大,在275℃有极大值;对于衬底加热和后继热处理两个热过程的耦合影响,所做实验范围内α-Si:H和α-SiOx:H膜温度最佳搭配分别为室温沉积275℃热处理和100℃沉积275℃热处理,最低表面复合速率为2.2cm/s和3.1cm/s。2、α-Si:H和α-SiOx:H膜中的SiHx键构成显著影响薄膜钝化性能,膜中SiH2相对含量在0.1～0.7之间效果最优,并非SiH2含量越高或越低越好。3、HWCVD法沉积α-SiOx:H作为非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的钝化层,热丝的氧化问题可通过工艺的优化得到解决。所得最优钝化效果样品的最高少子寿命为2530ms（表面复合速率2.6cm/s）,微观结构常数R*为0.15,沉积速率为0.46nm/s。4、在器件结构方面,理论分析与实验均证实高-低掺杂双层α-Si:H膜的发射极结构比单层α-Si:H膜的发射极结构性能更优。采用双层发射极结构增加了器件的空间电荷区的内建电势,增加了短波长光生载流子的收集效率;还减少了发射极与TCO层的接触电阻,增加隧穿电流;而对应重掺杂α-Si:H膜的制备工艺变化减少了器件中的载流子激活能,有利于器件转换效率的提高。5、设计并制备了扩散c-Si背场α-Si:H/c-Si异质结太阳电池。理论分析及实验均证实了扩散c-Si背场α-Si:H/c-Si异质结太阳电池性能优于HIT结构异质结电池,提升主要在短路电流方面。c-Si背场面作为主入光面尤为显著。电池背场的更小光吸收损耗的特性是主要原因。

关键词：非晶硅/晶体硅异质结太阳电池热过程 HWCVD α-SiOx:H 器件结构表面复合速率

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一种新的半导体材料和器件结构:COS

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物理 2002年第11期31卷 702-707页

作者：阎志军王迅兰州大学物理系兰州730000 复旦大学应用表面物理国家重点实验室上海200433

国际半导体技术发展进程表预期器件的特征尺寸不久将减小到 0 1μm以下 ,SiO2 作为MOS器件栅介质遇到不可克服的困难 .人们在寻找新的栅介质材料时 ,提出了一种新的结构 ,称为半导体上的晶态氧化物 (COS) .最近 ,COS被用作Si衬底上生长... 详细信息

国际半导体技术发展进程表预期器件的特征尺寸不久将减小到 0 1μm以下 ,SiO2 作为MOS器件栅介质遇到不可克服的困难 .人们在寻找新的栅介质材料时 ,提出了一种新的结构 ,称为半导体上的晶态氧化物 (COS) .最近 ,COS被用作Si衬底上生长GaAs的过渡层 ,成为半导体材料和器件发展中一项新的突破 .

关键词：半导体材料器件结构 COS 晶态氧化物 MOS晶体管硅基集成半导体器件

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有机太阳电池器件工程：界面修饰、形貌调控和器件结构设计

有机太阳电池器件工程：界面修饰、形貌调控和器件结构设计

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作者：左立见浙江大学

学位级别：博士

有机光伏器件技术可以有效将太阳能转换成电能，同时具有质轻、柔性、制备成本低等优点，有望解决人类面临的能源问题。目前，器件性能差是制约有机太阳电池进一步发展的关键。研究表明，有机太阳电池性能的提高，不仅需要光敏层材料的... 详细信息

有机光伏器件技术可以有效将太阳能转换成电能，同时具有质轻、柔性、制备成本低等优点，有望解决人类面临的能源问题。目前，器件性能差是制约有机太阳电池进一步发展的关键。研究表明，有机太阳电池性能的提高，不仅需要光敏层材料的进步，更和有机光伏器件工程密切相关，即形貌调控、界面修饰和器件结构设计等。\n 在本论文中，我们围绕有机太阳电池中的器件工程做了以下工作:\n 在界面修饰方面:我们首次将受体型的二氯酞菁锡用作MEH-PPV∶PC61BM本体异质结太阳电池阴极界面层。二氯酞菁锡作为一种电子受体，具有较高的迁移率(0.1cm2/V·s)和载流子浓度。研究表明二氯酞菁锡与MEH-PPV之间存在较强的电荷转移效应，使阴极界面处MEH-PPV中的激子分离效率显著提高。同时，一氯酞菁锡LUMO能级介于PC61BM与铝电极之间，进一步降低了阴极界面的势垒高度，并抑制电荷复合。因此二氯酞菁锡的加入提高了器件的短路电流密度。同时，通过改进等效电路模型分析了界面能级不匹配等因素造成的器件S形I-V曲线的根源。在传统电路模型的基础上，我们添加了一个与之串联的具有整流特性的结。研究表明，改进等效电路模型可以很好的再现实验S形I-V曲线，这证明了该等效电路模型的有效性，同时说明存在于D/A结串联的整流结是S型I-V曲线出现的根源。根据改进等效电路模型，我们对S形I-V曲线的变化规律进行了分析，研究了整流结器件参数变化对电池器件I-V曲线的影响规律。\n 在形貌调控方面:我们发现相比于氧化铟锡透明基底，酞菁铜分子在三氧化二锑薄膜上分子平面与衬底的倾斜角变小。这种分子取向的改变，使酞菁铜分子间π-π堆积距离变小，从而使酞菁铜薄膜的光吸收系数变大、电荷传输变好。此外，三氧化二锑薄膜诱导酞菁铜微纳形貌形成了更大的晶粒和晶簇。因此，使酞菁铜/富勒烯双面异质结器件电池的短路电流密度显著增大。共轭高分子链段间强π-π相互作用会使部分共轭高分子以一定的聚集态结构分散在溶液中，而非完全溶解。我们通过改变溶剂研究了PBDT-CT共轭高分子在溶液中的聚集态结构。并且发现这种聚集态结构可以直接过渡到薄膜状态，从而影响到高分子/富勒烯薄膜的相分离形貌。据此，我们制备了形貌可控的聚合物/富勒烯衍生物光敏层薄膜，并研究了其对电池器件性能的影响。和传统将溶液挥发到周围气氛中使薄膜变干工艺不同，浸没沉淀是一种通过将湿膜中的残余溶剂萃取到对溶剂分子选择可溶的萃取溶剂并使湿膜迅速变干工艺。我们发现，浸没沉淀可以改变成膜过程动力学，使光敏层薄膜表面粗糙度变大，给受体之间的相分离结构也变得更清晰。因此，经过浸没沉淀处理，光敏层形成了良好的电子、空穴连续传输的通道，从而提高了载流子迁移率和器件性能。\n 在器件结构设计方面:我们设计并制备了以超薄银为中间电极的高性能有机并联叠层电池。不同于常见的串联叠层结构，并联叠层电池短路电流密度是两个亚器件的叠加，而不需要考虑亚电池短路电流密度匹配的问题。该器件结构包括了一个基于超薄银的半透明前电池和一个具有光学微区效应的背电池。结合光学微区和叠层结构，并通过调控光场强度在器件中的分布，我们制备了光利用率高达90％以上，外量子效率峰值达84％，效率为9.2％的并联跌层器件。

关键词：有机太阳电池界面修饰形貌调控器件结构有机叠层电池

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P型栅增强型GaN HEMT器件阈值电压模型和器件结构研究

P型栅增强型GaN HEMT器件阈值电压模型和器件结构研究

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作者：张聪华南理工大学

学位级别：硕士

基于AlGaN/GaN异质结结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)具有电流密度大,耐高温高压等优势,被广泛应用于功率器件领域。由于AlGaN/GaN异质结的极化特性,典型的HEMT为耗尽型器件。出于控制电路设计、电路功耗以及安全因素等方面的考虑,增强... 详细信息

基于AlGaN/GaN异质结结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)具有电流密度大,耐高温高压等优势,被广泛应用于功率器件领域。由于AlGaN/GaN异质结的极化特性,典型的HEMT为耗尽型器件。出于控制电路设计、电路功耗以及安全因素等方面的考虑,增强型器件是更优的选择。P型栅极结构是实现增强型器件的主流结构,但目前仍存在P型重掺杂难以实现,阈值电压漂移等问题。基于此背景,本文对P型栅增强型器件的阈值电压模型与器件结构进行研究,具体可以分为以下几个部分:P型栅增强型器件结构与特性分析。研究P型栅增强型器件的结构与工作原理,使用TCAD工具仿真分析AlGaN势垒层厚度和A1组分等参数对器件直流特性、频率特性及击穿特性等的影响。分析表明:器件的输出电流特性与器件的阈值电压之间存在着制约关系,通过优化AlGaN势垒层的结构参数来提高器件阈值电压时,器件的输出电流会降低。建立P型栅增强型器件的栅极电流与阈值电压模型。基于P型栅增强型器件的栅极结构,分析栅极泄漏电流和阈值电压的机理,建立栅极泄漏电流和包含阈值电压漂移的阈值电压模型并对比验证模型的准确性。研究器件结构参数对栅极电流与阈值电压的影响,通过减小AlGaN势垒层厚度,增加A1组分以及减小P型层的掺杂浓度可以减小栅极泄漏电流,降低阈值电压的漂移。P型栅增强型HEMT器件结构的优化设计。基于极化调制效应,设计采用本征GaN盖帽层与AlGaN背势垒层来实现AlInN/GaN异质结增强型HEMT的器件结构。此结构利用本征GaN盖帽层与AlGaN背势垒层来耗尽栅极下方沟道中的2DEG,夹断沟道实现增强型器件。理论上分析了该结构实现增强型器件的可行性,并使用仿真工具进行验证,同时讨论了器件结构参数对性能的影响。在20 nm的本征GaN盖帽层与A1组分为0.1的AlGaN背势垒层结构下,实现了阈值电压为1.3 V的增强型器件,其最大输出电流密度达到1.2 A/mm。仿真分析了栅极GaN盖帽层厚度、AlGaN背势垒层A1组分等结构参数的优化对器件性能提升的效果。与传统的P型栅增强型HEMT相比,该结构避免了 P型掺杂难以实现以及阈值电压漂移问题,同时非掺杂可以简化器件的制备工艺。

关键词：增强型GaN HEMT 器件结构极化调制效应阈值电压漂移

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