检索结果-内蒙古大学图书馆

发光学报 2019年第10期40卷 1247-1253页

作者：李赜明余烨焦腾胡大强董鑫李万程张源涛吕元杰冯志红张宝林吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林长春130012 河北半导体研究所专用集成电路国家重点实验室河北石家庄050051

为获得高质量的β-Ga 2O 3薄膜,对传统的GaN薄膜高温氧化方法进行了优化。我们通过对GaN薄膜分别进行一步或两步高温氧化的方法制备了β-Ga 2O 3薄膜,并通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱等对制备的样品进行了测试、对比... 详细信息

为获得高质量的β-Ga 2O 3薄膜,对传统的GaN薄膜高温氧化方法进行了优化。我们通过对GaN薄膜分别进行一步或两步高温氧化的方法制备了β-Ga 2O 3薄膜,并通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱等对制备的样品进行了测试、对比与分析。结果表明,950℃下GaN薄膜无法完全氧化,而直接1 150℃氧化得到的样品并没有明显的晶向。相比之下,通过两步氧化法,GaN薄膜被完全氧化,且得到的β-Ga 2O 3薄膜具有明显的沿<2 01>方向的晶向,样品表面显示出明显的纳米线结构。最佳的氧化时间为在950℃下氧化3 h之后在1 150℃下氧化1 h,此时得到样品的纳米线结构最明显,其纳米线的直径约为30~40 nm。拉曼光谱测试证实了该条件下获得的样品具有较高的晶体质量。通过分析不同样品结构以及形貌特性,我们发现不同温度下的不同氧化模式是导致该结果的主要原因。

关键词：氧化镓宽禁带半导体高温氧化工艺

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基于脉冲方法的超短栅长GaN基高电子迁移率晶体管陷阱效应机理

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物理学报 2018年第17期67卷 321-328页

作者：周幸叶吕元杰谭鑫王元刚宋旭波何泽召张志荣刘庆彬韩婷婷房玉龙冯志红河北半导体研究所专用集成电路国家级重点实验室石家庄050051

陷阱效应导致的电流崩塌是制约GaN基微波功率电子器件性能提高的一个重要因素,研究深能级陷阱行为对材料生长和器件开发具有非常重要的意义.随着器件频率的提升,器件尺寸不断缩小,对小尺寸器件中深能级陷阱的表征变得越发困难.本文制备... 详细信息

陷阱效应导致的电流崩塌是制约GaN基微波功率电子器件性能提高的一个重要因素,研究深能级陷阱行为对材料生长和器件开发具有非常重要的意义.随着器件频率的提升,器件尺寸不断缩小,对小尺寸器件中深能级陷阱的表征变得越发困难.本文制备了超短栅长(Lg=80 nm)的AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOSHEMT),并基于脉冲I-V测试和二维数值瞬态仿真对器件的动态特性进行了深入研究,分析了深能级陷阱对AlGaN/GaN MOSHEMT器件动态特性的影响以及相关陷阱效应的内在物理机制.结果表明,AlGaN/GaN MOSHEMT器件的电流崩塌随着栅极静态偏置电压的增加呈非单调变化趋势,这是由栅漏电注入和热电子注入两种陷阱机制共同作用的结果.根据研究结果推断,可通过改善栅介质的质量以减小栅漏电或提高外延材料质量以减少缺陷密度等措施达到抑制陷阱效应的目的,从而进一步抑制电流崩塌.

关键词：氮化镓高电子迁移率晶体管动态特性陷阱效应

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190 GHz大功率输出平衡式二倍频器

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中国激光 2019年第6期46卷 227-230页

作者：徐鹏杨大宝张立森梁士雄宋旭波顾国栋吕元杰冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051 专用集成电路重点实验室河北石家庄050051

基于反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频结构,研制出了一种190GHz大功率输出二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合的方法进行了仿真,并根据仿真结果完成了倍频器的加工、装配和测试。倍频器在182~196GHz... 详细信息

基于反向串联型砷化镓平面肖特基容性二极管,采用平衡式二倍频结构,研制出了一种190GHz大功率输出二倍频器。使用三维电磁场与非线性谐波平衡联合的方法进行了仿真,并根据仿真结果完成了倍频器的加工、装配和测试。倍频器在182~196GHz输出频率范围内的倍频效率可达8%以上;当输出频率为187GHz时,倍频效率和输出功率可分别达到15.4%和85mW。

关键词：太赫兹二倍频肖特基二极管大功率

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单片集成430 GHz三倍频器的设计及测试

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中国激光 2019年第6期46卷 310-315页

作者：杨大宝邢东梁士雄张立森徐鹏冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051 专用集成电路国家级重点实验室河北石家庄050051

通过单片集成的方法,将工作于太赫兹频段(430GHz)的三倍频器的各个功能电路集成在厚度为12μm的砷化镓薄膜单片上,设计、制造太赫兹三倍频集成电路单片。单片结构采用一对反向并联连接的肖特基二极管,构成串联平衡式电路,电路不需要外... 详细信息

通过单片集成的方法,将工作于太赫兹频段(430GHz)的三倍频器的各个功能电路集成在厚度为12μm的砷化镓薄膜单片上,设计、制造太赫兹三倍频集成电路单片。单片结构采用一对反向并联连接的肖特基二极管,构成串联平衡式电路,电路不需要外加偏置电压。平衡式电路只产生奇数次谐波,简化了电路分析和优化过程。电路设计采用三维电磁仿真软件与谐波非线性仿真软件联合仿真场路的方法,准确模拟单片电路的射频特性。将单片电路安装在中间剖开的波导腔体内制成三倍频器进行测试,在430GHz处测得输出功率为215.7μW,效率为4.3%。

关键词：太赫兹技术三倍频反向并联单片集成肖特基势垒二极管

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基于Al_2O_3介质的Ga_2O_3 MOSFET器件制备研究

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无机材料学报 2018年第9期33卷 976-980页

作者：吕元杰宋旭波何泽召谭鑫周幸叶王元刚顾国栋冯志红河北半导体研究所专用集成电路国家级重点实验室石家庄050051

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在Fe掺杂半绝缘(010)Ga_2O_3同质衬底上外延得到n型β-Ga_2O_3薄膜材料,材料结构包括600 nm未掺杂的Ga_2O_3缓冲层和200 nmSi掺杂沟道层。对掺杂浓度为3.0×10^(17)和1.0×10^(18) cm^(–3... 详细信息

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在Fe掺杂半绝缘(010)Ga_2O_3同质衬底上外延得到n型β-Ga_2O_3薄膜材料,材料结构包括600 nm未掺杂的Ga_2O_3缓冲层和200 nmSi掺杂沟道层。对掺杂浓度为3.0×10^(17)和1.0×10^(18) cm^(–3)的样品进行了高温合金欧姆接触实验,在掺杂浓度为3.0×10^(17) cm^(–3)的样品上难以实现良好的欧姆接触,掺杂浓度为1.0×10^(18) cm^(–3)的样品实现了欧姆接触最低值(9.8W×mm)。基于掺杂浓度为1.0×10^(18) cm^(–3)的n型β-Ga_2O_3薄膜材料,采用原子层沉积的Al_2O_3作为栅下绝缘介质层,研制出Ga_2O_3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。栅压为2 V时,器件漏源饱和电流达到108 mA/mm,器件峰值跨导达到17 mS/mm。由于栅漏电特性较差,器件的三端击穿电压仅为23 V@V_(gs)=–12 V。采用高介电常数的HfO_2或者Al_2O_3/HfO_2复合结构作为栅下介质能够改善栅漏电特性,提升器件的击穿性能。

关键词：氧化镓金属氧化物半导体场效应晶体管漏源饱和电流栅漏电

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330 GHz单片集成分谐波混频器

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红外与激光工程 2019年第2期48卷 259-263页

作者：杨大宝王俊龙张立森梁士雄冯志红专用集成电路国家级重点实验室河北石家庄050051 中国电子科技集团公司第十三研究所河北石家庄050051

根据反向并联二极管的外围结构和材料构成,以四端口S参数包的形式建立了二极管结外围无源结构的三维电磁模型,与非线性仿真软件中的肖特基结模型结合起来建立太赫兹二极管对的完整模型,这样的处理方法提高了计算机仿真的准确性。分谐波... 详细信息

根据反向并联二极管的外围结构和材料构成,以四端口S参数包的形式建立了二极管结外围无源结构的三维电磁模型,与非线性仿真软件中的肖特基结模型结合起来建立太赫兹二极管对的完整模型,这样的处理方法提高了计算机仿真的准确性。分谐波混频电路制作在12μm厚度的砷化镓基片上,单片电路悬置安装在本振和射频中间剖开的减高波导腔体内。在本振5 mW功率注入时混频单片在330 GHz的频带范围内最小插损为10 dB。因为单片集成电路以四个梁式引线与波导外壁柔性连接,一端固定在波导壁上,混频单片电路能够释放腔体随温度变化而产生的机械应力。

关键词：反向并联单片集成谐波混频器

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无压低温烧结纳米银封装电力电子器件的进展与思考

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电源学报 2020年第4期18卷 15-23页

作者：闫海东梁陪阶梅云辉冯志红桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 天津大学材料科学与工程学院天津300072 河北半导体研究所专用集成电路国家级重点实验室石家庄050051 广西制造系统与先进制造技术重点实验室桂林541004

无压低温银烧结技术是高功率密度SiC器件的无铅化关键互连技术,对SiC功率模块的可靠性提升具有重要的意义。针对典型Si基功率模块封装连接工艺及其可靠性,阐述了当前无压低温纳米银烧封装技术的进展与思考:(1)讨论了电力电子器件封装连... 详细信息

无压低温银烧结技术是高功率密度SiC器件的无铅化关键互连技术,对SiC功率模块的可靠性提升具有重要的意义。针对典型Si基功率模块封装连接工艺及其可靠性,阐述了当前无压低温纳米银烧封装技术的进展与思考:(1)讨论了电力电子器件封装连接可靠性的典型风险和原因;(2)介绍了无压低温连接技术的最新发展;(3)基于Si基典型功率模块封装向高可靠SiC功率模块转变过程中在封装结构和材料方面的需求,阐述了无压低温银烧结技术在引线型、平面型和双面冷却功率模块封装方面的进展;(4)提出无压低温银烧结技术当前有待解决的技术难题。

关键词：纳米银焊膏无压低温银烧结技术双面冷却 SiC器件可靠性

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基于氮化镓肖特基二极管的高性能太赫兹倍频器

基于氮化镓肖特基二极管的高性能太赫兹倍频器

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7th International Forum on Wide Bandgap Semiconductors&18th China International Forum on Solid State Lighting (第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛)

作者：冯志红中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路国家级重点实验室河北省石家庄市合作路113号

因具备高击穿电压和低介电常数的优势,GaN肖特基二极管(SBD)在一些新兴高功率太赫兹倍频器上显示出巨大的应用前景。本工作采用金属-有机物化学气相沉积(MOCVD)法在SiC衬底上外延生长N-/N+结构的GaN肖特基二极管材料。通过增加阳极结数...

因具备高击穿电压和低介电常数的优势,GaN肖特基二极管(SBD)在一些新兴高功率太赫兹倍频器上显示出巨大的应用前景。本工作采用金属-有机物化学气相沉积(MOCVD)法在SiC衬底上外延生长N-/N+结构的GaN肖特基二极管材料。通过增加阳极结数量,优化阳极结尺寸,提高单个GaN肖特基二极管芯片的耐受功率。

关键词：

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基于平面肖特基二极管的300 GHz平衡式二倍频器

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电子技术应用 2019年第7期45卷 14-18页

作者：张立森梁士雄杨大宝徐鹏宋旭波吕元杰冯志红河北半导体研究所专用集成电路国家级重点实验室

设计了肖特基二极管的结构和尺寸,采用点支撑空气桥结构降低器件在高频下的损耗,根据二极管测试结果和实际结构,分别建立了肖特基结的非线性模型和三维电磁场模型。依据此模型,采用平衡式电路设计,将二极管放置在波导内,利用模式正交性... 详细信息

设计了肖特基二极管的结构和尺寸,采用点支撑空气桥结构降低器件在高频下的损耗,根据二极管测试结果和实际结构,分别建立了肖特基结的非线性模型和三维电磁场模型。依据此模型,采用平衡式电路设计,将二极管放置在波导内,利用模式正交性很好地实现输入与输出信号的隔离,简化了电路结构,降低了损耗,成功设计并制作出300GHz二倍频器,在312~319GHz的倍频效率大于5%,最大倍频效率为10.1%@316GHz,在307GHz^318GHz的输出功率大于4mW,最大输出功率为8.7mW@316GHz。采用较高掺杂浓度材料二极管的倍频器最大效率为13.7%,最大输出功率为11.8mW。该倍频器的输出功率与已报道水平相当,验证了国产肖特基二极管的设计、工艺以及高频工作等方面的能力。

关键词：二倍频肖特基二极管反向串联平衡式太赫兹

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基于GaN同质衬底的高迁移率AlGaN/GaNHEMT材料

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物理学报 2018年第7期67卷 211-218页

作者：张志荣房玉龙尹甲运郭艳敏王波王元刚李佳芦伟立高楠刘沛冯志红专用集成电路国家级重点实验室河北半导体研究所石家庄050051 中国航天标准化与产品保证研究所北京100071

研究了表面预处理对GaN同质外延的影响,获得了高电子迁移率AlGaN/GaN异质结材料.通过NH_3/H_2混合气体与H_2交替通入反应室的方法对GaN模板和GaN半绝缘衬底进行高温预处理.研究结果表明,NH_3/H_2能够抑制GaN的分解,避免粗糙表面,但不利... 详细信息

研究了表面预处理对GaN同质外延的影响,获得了高电子迁移率AlGaN/GaN异质结材料.通过NH_3/H_2混合气体与H_2交替通入反应室的方法对GaN模板和GaN半绝缘衬底进行高温预处理.研究结果表明,NH_3/H_2能够抑制GaN的分解,避免粗糙表面,但不利于去除表面的杂质,黄光带峰相对强度较高;H_2促进GaN分解,随时间延长GaN分解加剧,导致模板表面粗糙不平,AlGaN/GaN HEMT材料二维电子气迁移率降低.采用NH_3/H_2混合气体与H_2交替气氛模式处理模板或衬底表面,能够清洁表面,去除表面杂质,获得平滑的生长表面和外延材料表面,有利于提高AlGaN/GaN HEMT材料电学性能.在GaN衬底上外延AlGaN/GaN HEMT材料,2DEG迁移率达到2113 cm^2/V·s,电学性能良好.

关键词：金属有机物化学气相沉积氮化镓热处理同质外延

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