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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

作者： Hanehao Gao 高汉超 Zhijun Yin 尹志军 Wei Cheng 程伟 Yuan Wang 王元 Xiaojun Xu 许晓军 Zhonghui Li 李忠辉 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratorys Nanjing Electronic 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京 210016

重P型掺杂GaAsSb广泛用于InP HBT基区材料,重掺杂影响GaAsSb材料带隙和费米能级等重要参数,这些参数对设计高性能HBT起着关键作用。光荧光作为重要手段广泛用于研究重掺杂Ⅲ-Ⅴ族外延材料。本文通过光荧光方法研究了重掺杂GaAsSb费米能... 详细信息

重P型掺杂GaAsSb广泛用于InP HBT基区材料,重掺杂影响GaAsSb材料带隙和费米能级等重要参数,这些参数对设计高性能HBT起着关键作用。光荧光作为重要手段广泛用于研究重掺杂Ⅲ-Ⅴ族外延材料。本文通过光荧光方法研究了重掺杂GaAsSb费米能级与Sb组分的关系,由于费米能级与空穴有效质量mh和空穴态密度nh存在函数关系,通过荧光测量并计算了空穴有效质量mh和空穴态密度nh,研究结果表明,mh和nh共同主导了费米能级的变化。

关键词：化合物半导体基区材料重P型掺杂费米能级

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低真空条件下石墨烯薄膜的制备工艺研究

低真空条件下石墨烯薄膜的制备工艺研究

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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

作者： Yun Li 李赟 Zhijun Yin 尹志军 Zhiming Zhu 朱志明 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory Nanfing Electronic 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京 210016

本文利用水平热壁式CVD外延炉开展了SiC热分解法制备石墨烯薄膜的实验,主要研究了不同的真空热处理时间对石墨烯薄膜生长的影响。SiC衬底的氢气在线刻蚀处理和热分解在同一炉次进行,高温时反应室释放出之前吸附的氢气不能有效地被分子... 详细信息

本文利用水平热壁式CVD外延炉开展了SiC热分解法制备石墨烯薄膜的实验,主要研究了不同的真空热处理时间对石墨烯薄膜生长的影响。SiC衬底的氢气在线刻蚀处理和热分解在同一炉次进行,高温时反应室释放出之前吸附的氢气不能有效地被分子泵抽除,SiC衬底的有效碳化时间有限,实验发现热处理时间超过30分钟之后,石墨烯层数并无明显变化。进一步加长热处理时间,石墨烯样品中出现局部氢插入层。

关键词：石墨烯薄膜碳化硅衬底制备工艺性能评价低真空条件

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金属掩膜的碳化硅及介质的干法刻蚀研究

金属掩膜的碳化硅及介质的干法刻蚀研究

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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

作者： Gang Chen 陈刚 Quanhui Wang 王泉慧 Li Li 李理 Haiqi Liu 刘海琪 Song Bai 柏松 Nanjing Electronic Devices Institute Sctence and Technology on Monolithic lntegrated Circuits and M 南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室210016

在碳化硅(SiC)器件制造技术中干法刻蚀是一个不可逆的关键工艺,刻蚀条件的变化造成SiC表面的粗糙度也出现明显不同。而对SiC的感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀来说,有光刻胶(PR)、镍(Ni)、铝、二氧化硅(SiO2)介质等多种掩膜方法。其中,... 详细信息

在碳化硅(SiC)器件制造技术中干法刻蚀是一个不可逆的关键工艺,刻蚀条件的变化造成SiC表面的粗糙度也出现明显不同。而对SiC的感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀来说,有光刻胶(PR)、镍(Ni)、铝、二氧化硅(SiO2)介质等多种掩膜方法。其中,用Ni金属作为掩膜刻蚀SiC或介质易形成接近垂直的台阶,而采用光刻胶掩膜刻蚀SiC或介质则易形成缓坡台阶。本论文通过对Ni金属掩膜下采用ICP刻蚀SiC或介质的研究,得到了干法刻蚀SiC或介质的条件,形成的台阶接近垂直,刻蚀后的SiC表面光滑,SiC或介质与Ni的刻蚀比大于10：1。用于自主外延的SiC片制作的相关器件得到了良好结果。

关键词：半导体器件金属掩膜碳化硅干法刻蚀

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高质量GaN薄膜的MOCVD同质外延生长

高质量GaN薄膜的MOCVD同质外延生长

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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

作者： Liang Li 李亮 Zhonghui Li 李忠辉 Weike Luo 罗伟科 Xu Dong 董逊 Daqing Peng 彭大青 Dongguo Zhang 张东国微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016 Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory Nanjing Electronics Device InstituteNaning210016 China

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在GaN自支撑衬底上同质外延生长了GaN薄膜,得到高质量的GaN外延薄膜。X射线衍射(XRD)结果显示其(002)面摇摆曲线半高宽小于100弧秒,原子力显微镜(AFM)照片上能看到连续的二维台阶流形貌,其表面租... 详细信息

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在GaN自支撑衬底上同质外延生长了GaN薄膜,得到高质量的GaN外延薄膜。X射线衍射(XRD)结果显示其(002)面摇摆曲线半高宽小于100弧秒,原子力显微镜(AFM)照片上能看到连续的二维台阶流形貌,其表面租糙度小于0.5nm,其位错密度低于l06cm-3。

关键词：半导体薄膜氮化镓同质外延金属有机化学气相沉积

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低温GaN插入层对AlGaN/GaN二维电子气特性的改善

低温GaN插入层对AlGaN/GaN二维电子气特性的改善

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第十七届全国化合物半导体材料微波器件和光电器件学术会议

作者： Dongguo Zhaang 张东国 Zhonghui Li 李忠辉 Daqing Peng 彭大青 Xun Dong 董逊 Liang Li 李亮 Jinyu Ni 倪金玉 Science and Technology of Monolithic Integrated and Modules Circuits Key Laboratory Nanjing Electronic Devices Institute Nanfing 210016 China 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京 210016

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,在GaN生长中插入一层低温GaN,并研究了低温GaN插入层对二维电子气输运特性的影响。使用原子力显微镜(AFM)和非接触霍尔测试仪测量了材料的表面形貌和电学特性,发... 详细信息

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,在GaN生长中插入一层低温GaN,并研究了低温GaN插入层对二维电子气输运特性的影响。使用原子力显微镜(AFM)和非接触霍尔测试仪测量了材料的表面形貌和电学特性,发现低温GaN插入层可以改善材料表面平整度并使AlGaN/GaN2DEG的电子迁移率有明显提高,GaN插入层温度为860℃的样品2DEG的电子迁移率达到2110 cm2/V.s。

关键词：异质结半导体低温氮化镓插入层二维电子气性能改善电子迁移率

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原位钝化和催化剂钝化沟道阱能带计算

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固体电子学研究与进展 2011年第4期31卷 319-327页

作者：薛舫时南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

把Si3N4/AlGaN界面看成新的异质结,自洽求解薛定谔方程和泊松方程,建立起原位钝化和CATCVD钝化异质结构的新能带模型。运用这一模型,研究了原位钝化和CATCVD钝化异质结沟道阱的电子气密度、能带结构和输运性能,解释了相应的实验结果。... 详细信息

把Si3N4/AlGaN界面看成新的异质结,自洽求解薛定谔方程和泊松方程,建立起原位钝化和CATCVD钝化异质结构的新能带模型。运用这一模型,研究了原位钝化和CATCVD钝化异质结沟道阱的电子气密度、能带结构和输运性能,解释了相应的实验结果。在此基础上研究了这些新钝化异质结沟道阱能带的优化设计。优化设计的钝化复合势垒沟道阱电子气密度高达3.138×1013cm-2,而且沟道电子保持强量子限制,预期能达到高输运性能。讨论了运用这种钝化沟道阱来设计外沟道和二维异质结构、抑制电流崩塌的新课题。

关键词：原位钝化氮化硅催化剂化学气相淀积氮化硅氮化硅/半导体异质结铝镓氮/铝铟氮复合势垒能带剪裁动态电流崩塌模型二维异质结构

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AlInN三明治势垒GaN HFET

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固体电子学研究与进展 2011年第5期31卷 421-428,472页

作者：薛舫时孔月婵董逊周建军李忠辉陈辰南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

介绍了国际上AlInN势垒HFET的最新发展。从器件性能分析中发现这种新势垒显著提高了沟道电子气密度,增大了强场漂移速度,消除应变提高了器件可靠性和热稳定性,能在高温下有效工作,使GaN HFET研究走上新的台阶。但是薄势垒引起的大栅流... 详细信息

介绍了国际上AlInN势垒HFET的最新发展。从器件性能分析中发现这种新势垒显著提高了沟道电子气密度,增大了强场漂移速度,消除应变提高了器件可靠性和热稳定性,能在高温下有效工作,使GaN HFET研究走上新的台阶。但是薄势垒引起的大栅流和电流崩塌是阻碍器件性能提高和实际应用的主要瓶颈。利用AlInN/AlGaN异质界面的大能带带阶和强极化电荷来剪裁能带,设计出新的三明治势垒,满足内、外沟道和欧姆接触势垒的要求。可望消除上述瓶颈,使AlInN势垒GaN HFET付诸实用。

关键词：铝铟氮/氮化镓异质结场效应管铝铟氮三明治势垒栅流电流崩塌二维异质结构

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SiC电力电子技术综述

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固体电子学研究与进展 2011年第3期31卷 213-217,262页

作者：李宇柱南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

与硅相比,4H-SiC材料具有高功率、耐高温、高频、高集成度、高效率、高抗辐射等优势,是制作电力电子器件的理想材料,近十年以来SiC电力电子器件性能不断提高。回顾了SiC电力电子器件的发展,总结了材料、工艺和器件所面对的技术问题。笔... 详细信息

与硅相比,4H-SiC材料具有高功率、耐高温、高频、高集成度、高效率、高抗辐射等优势,是制作电力电子器件的理想材料,近十年以来SiC电力电子器件性能不断提高。回顾了SiC电力电子器件的发展,总结了材料、工艺和器件所面对的技术问题。笔者认为SiC JBS二极管和MOSFET将成为SiC的主流器件,将在今后十年内获得长足的发展。

关键词： 4H—SiC 电力电子器件

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MMIC用多层磁膜电感研究

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固体电子学研究与进展 2011年第3期31卷 236-239,297页

作者：孔岑李辉周建军陈效建陈辰耿习娇南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

采用磁控溅射生长磁膜工艺,结合BCB(苯并环丁烯)平坦化技术,首次制作了"金属线圈/磁膜/金属线圈(M/F/M)"和"磁膜/金属线圈/磁膜/金属线圈(F/M/F/M)"两种结构的多层磁膜电感,整个工艺与标准MMIC工艺兼容。在2 GHz处,... 详细信息

采用磁控溅射生长磁膜工艺,结合BCB(苯并环丁烯)平坦化技术,首次制作了"金属线圈/磁膜/金属线圈(M/F/M)"和"磁膜/金属线圈/磁膜/金属线圈(F/M/F/M)"两种结构的多层磁膜电感,整个工艺与标准MMIC工艺兼容。在2 GHz处,"金属线圈/磁膜/金属线圈"结构电感的电感量为7.5 nH,品质因数为7.17,与相同结构同工艺同批次传统单层无磁膜电感相比分别提高了270%和47%;"磁膜/金属线圈/磁膜/金属线圈"结构电感的电感量为9 nH,品质因数为5.86,与传统电感相比分别提高了350%和25%。结果表明多层磁膜电感在低频范围(<5GHz)较传统电感有巨大优势。

关键词：磁膜电感多层结构单片微波集成电路

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0.5μm AlGaN/GaN HEMT及其应用

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固体电子学研究与进展 2011年第5期31卷 433-437页

作者：任春江王泉慧刘海琪王雯李忠辉孔月婵蒋浩钟世昌陈堂胜张斌南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京210016

报道了采用I线步进光刻实现的76.2 mm SiC衬底0.5μm GaN HEMT。器件正面工艺光刻均采用了I线步进光刻来实现,背面用通孔接地。栅脚介质刻蚀采用一种优化的低损伤RIE刻蚀方法实现了60°左右的侧壁倾斜角,降低了栅脚附近峰值电场强度... 详细信息

报道了采用I线步进光刻实现的76.2 mm SiC衬底0.5μm GaN HEMT。器件正面工艺光刻均采用了I线步进光刻来实现,背面用通孔接地。栅脚介质刻蚀采用一种优化的低损伤RIE刻蚀方法实现了60°左右的侧壁倾斜角,降低了栅脚附近峰值电场强度,提高器件性能和可靠性。研制的GaN HEMT器件fT为15 GHz,fmax为24 GHz,6 GHz下的MSG为17 dB,满足C波段及以下频段应用要求。对1.25 mm栅宽GaN HEMT在2 GHz、28 V工作电压下的负载牵引,最佳功率匹配的功率附加效率66%,对应输出功率以及功率增益分别为38.0 dBm和17.3 dB。对大栅宽GaN HEMT器件的版图进行了优化以利于散热,并将其应用于输出功率60 W的L波段功率模块末级开发。

关键词： I线步进光刻铝镓氮/氮化镓高电子迁移率晶体管场板难熔栅

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