检索结果-内蒙古大学图书馆

人工晶体学报 2023年第5期52卷 723-731页

作者：杨学林沈波北京大学宽禁带半导体研究中心北京100871 北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 教育部纳光电子前沿科学中心北京100871 量子物质科学协同创新中心北京100871

Si衬底因兼具大尺寸、低成本以及与现有CMOS工艺兼容等优势,使Si衬底上GaN基射频(RF)电子材料和器件成为继功率电子器件之后下一个该领域关注的焦点。由于力学性质与低阻Si衬底不同,高阻Si衬底上GaN基外延材料生长的应力控制和位错抑制... 详细信息

Si衬底因兼具大尺寸、低成本以及与现有CMOS工艺兼容等优势,使Si衬底上GaN基射频(RF)电子材料和器件成为继功率电子器件之后下一个该领域关注的焦点。由于力学性质与低阻Si衬底不同,高阻Si衬底上GaN基外延材料生长的应力控制和位错抑制问题仍然困难,且严重的射频损耗问题限制着其在射频电子领域的应用。本文简要介绍了Si衬底上GaN基射频电子材料的研究现状和面临的挑战,重点介绍了北京大学研究团队在高阻Si衬底上GaN基材料射频损耗的产生机理,以及低位错密度、低射频损耗GaN的外延生长等方面的主要研究进展。最后对Si衬底上GaN基射频电子材料和器件的未来发展作了展望。

关键词： Si衬底上GaN 金属有机化合物化学气相沉积应力位错射频损耗

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氮化物宽禁带半导体的MOCVD大失配异质外延

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人工晶体学报 2020年第11期49卷 1953-1969页

作者：沈波杨学林许福军北京大学宽禁带半导体研究中心北京100871 北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 北京大学物理学院北京100871 量子物质科学协同创新中心北京100871 教育部纳光电子前沿科学中心北京100871

以氮化镓(GaN)、AlN(氮化铝)为代表的Ⅲ族氮化物宽禁带半导体是研制短波长光电子器件和高频、高功率电子器件的核心材料体系。由于缺少高质量、低成本的同质GaN和AlN衬底,氮化物半导体主要通过异质外延,特别是大失配异质外延来制备。由... 详细信息

以氮化镓(GaN)、AlN(氮化铝)为代表的Ⅲ族氮化物宽禁带半导体是研制短波长光电子器件和高频、高功率电子器件的核心材料体系。由于缺少高质量、低成本的同质GaN和AlN衬底,氮化物半导体主要通过异质外延,特别是大失配异质外延来制备。由此导致的高缺陷密度、残余应力成为当前深紫外发光器件、功率电子器件等氮化物半导体器件发展的主要瓶颈,严重影响了材料和器件性能的提升。本文简要介绍了氮化物半导体金属有机化学气相沉积(MOCVD)大失配异质外延的发展历史,重点介绍了北京大学在蓝宝石衬底上AlN、高Al组分AlGaN的MOCVD外延生长和p型掺杂、Si衬底上GaN薄膜及其异质结构的外延生长和缺陷控制等方面的主要研究进展。最后对Ⅲ族氮化物宽禁带半导体MOCVD大失配异质外延的未来发展做了简要展望。

关键词：氮化镓氮化铝金属有机化学气相沉积(MOCVD) 大失配异质外延宽禁带半导体

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氮化物半导体及其量子结构的大失配异质外延

氮化物半导体及其量子结构的大失配异质外延

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第十五届全国MOCVD学术会议

作者：沈波北京大学宽禁带半导体研究中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室北京 100871

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基于纳米异质外延制备高性能近紫外LED研究

基于纳米异质外延制备高性能近紫外LED研究

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第十五届全国MOCVD学术会议

作者：王昆李孟达王慧路慧敏于彤军北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871

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GaN基半导体异质结构的外延生长、物性研究和器件应用

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物理学进展 2017年第3期37卷 81-97页

作者：沈波唐宁杨学林王茂俊许福军王新强秦志新北京大学宽禁带半导体研究中心北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室北京大学信息与科学技术学院微纳电子学系

GaN基宽禁带半导体异质结构具有非常强的极化效应、高饱和电子漂移速度、高击穿场强、高于室温的居里转变温度、和较强的自旋轨道耦合效应等优越的物理性质,是发展高功率微波射频器件不可替代的材料体系,也是发展高效节能功率电子器件... 详细信息

GaN基宽禁带半导体异质结构具有非常强的极化效应、高饱和电子漂移速度、高击穿场强、高于室温的居里转变温度、和较强的自旋轨道耦合效应等优越的物理性质,是发展高功率微波射频器件不可替代的材料体系,也是发展高效节能功率电子器件的主要材料体系之一,在半导体自旋电子学器件上亦有潜在的应用价值。GaN基异质结构材料、物理与器件研究已成为当前国际上半导体科学技术的前沿领域和研究热点。本文从GaN基异质结构的外延生长、物理性质及其电子器件应用三个方面对国内外该领域近年来的研究进展进行了系统的介绍和评述,并简要介绍了北京大学在该领域的研究进展。

关键词： GaN基宽禁带半导体外延生长二维电子气输运性质自旋性质 GaN基电子器件

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GaN厚膜翘曲应力特性

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河北工业大学学报 2016年第3期45卷 16-20页

作者：李佳史俊杰刘辉昭李杰张蔷河北工业大学理学院天津300401 北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室物理学院北京100871

基于GaN厚膜在蓝宝石基底上外延生长过程中膜厚方向的晶格常数从界面到膜表面呈现弛豫特征的实验结果,建立了一个描述膜厚方向的正应变的力学模型,称为"弛豫模型",进而计算和讨论了GaN膜边缘处的应力和应变沿膜厚方向的变化,... 详细信息

基于GaN厚膜在蓝宝石基底上外延生长过程中膜厚方向的晶格常数从界面到膜表面呈现弛豫特征的实验结果,建立了一个描述膜厚方向的正应变的力学模型,称为"弛豫模型",进而计算和讨论了GaN膜边缘处的应力和应变沿膜厚方向的变化,GaN和基底界面处的应力在面内的变化以及中心处的应力和应变沿膜厚方向的变化.

关键词： GaN厚膜蓝宝石弛豫应变应力

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GaN基半导体新热点:从半导体照明到功率电子器件

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光学与光电技术 2015年第1期13卷 9-13页

作者：沈波北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室

Ⅲ族氮化物(又称GaN基)宽禁带半导体属于新兴的第三代半导体体系,在短波长光电子器件和功率电子器件领域具有重大应用价值。过去10多年,以蓝光和白光LED为核心的半导体照明技术和产业飞速发展,形成了对国家经济和人民生活产生显著影响... 详细信息

Ⅲ族氮化物(又称GaN基)宽禁带半导体属于新兴的第三代半导体体系,在短波长光电子器件和功率电子器件领域具有重大应用价值。过去10多年,以蓝光和白光LED为核心的半导体照明技术和产业飞速发展,形成了对国家经济和人民生活产生显著影响的高技术产业。近年来GaN基功率电子器件受到了学术界和产业界的高度重视,形成了新的研发和产业化热点。首先介绍了半导体照明技术和产业的发展历程和现状,分析了当前GaN基LED芯片技术面临的关键科学和技术问题;然后重点介绍了GaN基微波功率器件和电力电子器件的发展历程和动态,包括微波功率器件已经取得的突破性进展和产业化现状,电力电子器件相对Si和SiC同类器件的优势和劣势,并对GaN基功率电子器件当前面临的关键科学和技术挑战进行了较详细的分析。

关键词：半导体禁带半导体照明功率电子器件

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GaN基异质结构的外延生长和物性研究

GaN基异质结构的外延生长和物性研究

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第一届全国宽禁带半导体学术及应用技术会议

作者：沈波北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室

GaN基异质结构在微波功率放大器和功率开关等电子器件领域有重大应用价值,同时作为一种典型的高导带阶跃、强极化半导体二维电子气(2DEG)体系,表现出一系列不同于传统半导体异质结构的物理性质.近几年来,运用金属有机化学气相沉积(MOCVD... 详细信息

GaN基异质结构在微波功率放大器和功率开关等电子器件领域有重大应用价值,同时作为一种典型的高导带阶跃、强极化半导体二维电子气(2DEG)体系,表现出一系列不同于传统半导体异质结构的物理性质.近几年来,运用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,系统研究了多种类型GaN基异质结构的外延生长,在蓝宝石和Si衬底上分别获得了高质量的AlGaN/GaN、晶格匹配InAlN/GaN异质结构,Si衬底上异质结构2DEG室温迁移率最高达到2240cm2/Vs.在此基础上,系统开展了InAlN/GaN异质结构漏电机理及其抑制方法、AlGaN/GaN异质结构高场输运性质、AlGaN/GaN异质结构界面陷阱态特性等电学性质工作.同时,在器件和器件物理研究方面,深入研究了Si衬底上GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)动态电阻增加的物理机制,并实现了Si衬底上高性能GaN基增强型功开关器件.

关键词：电子器件氮化镓基异质结构外延生长物理性质

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柱坐标下推广的Stoney模型的应变能密度

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力学研究 2015年第4期4卷 71-75页

作者：李佳史俊杰刘辉昭河北工业大学理学院天津北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室北京

材料的应力与应变关系是理解材料力学性能的重要方面,由此可以进一步得到材料的应变能函数,从而可以得到其它一系列力学特性。Stoney模型是从薄膜基底的应力应变关系出发,首先得到应变能函数,从而推得膜内应力与曲率的关系。这里,我们推... 详细信息

材料的应力与应变关系是理解材料力学性能的重要方面,由此可以进一步得到材料的应变能函数,从而可以得到其它一系列力学特性。Stoney模型是从薄膜基底的应力应变关系出发,首先得到应变能函数,从而推得膜内应力与曲率的关系。这里,我们推广Stoney模型,考虑z方向的应力和应变,以及和z方向相关的剪切应变,得出柱坐标下的任意一点的应变能函数,并考虑膜内面间的均匀失配应变,得到体系的应变能的积分表达式。

关键词：应力应变力学 Stoney模型剪切应变应变能

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GaN-蓝宝石异质厚膜体系界面应力特性研究

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力学研究 2014年第4期3卷 55-64页

作者：李佳史俊杰吴洁君刘辉召齐浩然河北工业大学理学院天津北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室物理学院北京

考虑两条假设:a) 去除Stoney模型中膜厚远小于基底厚度的近似条件,考虑GaN膜的厚度和基底蓝宝石的厚度相当。b) 把GaN的膜厚考虑成非均匀的,随面内径向坐标r变化。在此两条假设基础上研究了GaN-蓝宝石异质厚膜体系的曲率和界面剪切应力... 详细信息

考虑两条假设:a) 去除Stoney模型中膜厚远小于基底厚度的近似条件,考虑GaN膜的厚度和基底蓝宝石的厚度相当。b) 把GaN的膜厚考虑成非均匀的,随面内径向坐标r变化。在此两条假设基础上研究了GaN-蓝宝石异质厚膜体系的曲率和界面剪切应力,其中将GaN的膜厚取为坐标r的正弦函数,且研究了从系统中心到边缘膜厚的薄–厚–薄和厚–薄的两种变化模式,计算结果表明系统的曲率不再是常量而是随坐标r变化的变量,界面剪切应力在整个半径R范围内出现方向的转变,转变点正好对应曲率取极值的点,可见曲率对界面剪切应力有重要影响,根本原因来源于我们考虑了GaN膜厚的非均匀性。

关键词： GaN膜蓝宝石应力界面

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