摘要。通过将合金组成(x)从0更改为0到1,可以将Al X GA 1 -X N合金的能量带隙从〜3.4到6.1 eV进行系统调整,并且直接带隙性质在整个合金组合范围内保持在整个合金范围内,这些合金范围使Algan合金合适的材料可将光的光发射二号(LED)覆盖21 uptiover(uld)覆盖21 uptiols(U 21)。对于深紫外区(λ<300 nm)中的LED,需要高于50%的Al含量的Al含Algan合金。深紫外线LED在广泛的领域具有应用,包括显示,消毒,医疗,感应和通信。随着材料生长和电导率的最新进展,富含Al的Algan合金已成为独特的宽带间隙材料,用于开发深紫外线LED。在这篇评论文章中,富含艾尔根合金的进展如何在材料的增长和电导率方面取得了审查,导致其出现作为深色紫外线材料的出现。还将讨论深紫外线LED的挑战和前景,以提高设备的性能。
Mie University,MIE 514-8507,日本摘要 - 超宽带隙(UWBG)材料(例如ALN)是一类材料的一部分,这些材料的一部分比传统的宽带隙(WBG)材料(例如GAN),例如GAN,例如GAN,允许更高的工作电压。在这项工作中,我们介绍了Aln/Algan/Aln双重异质结构的制造和DC/高压表征,这些异质结构是由Aln/Sapphire上的Metal Organic Chemical Vapor沉积重生的。报道了低于2µm的间距的泄漏电流约1100V的缓冲区分解,这对应于大约6 mV/cm的分解场。此外,晶体管在此异质结构上已成功制造,泄漏电流低和抗性低。确实已经达到了4.5 kV的击穿电压,而现状泄漏电流确实已经达到0.1 µA/mm。这些结果表明,Algan-Channel Hemts对高功率,高温未来的应用有希望。
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)或金属绝缘体半导体HEMT(MIS-HEMT),凭借优越的极化诱导高迁移率二维电子气(2DEG),因其高开关速度、低寄生参数和低导通电阻而受到广泛关注,并在高频射频和功率开关应用方面都取得了公认的成功[1-4]。通常在厚钝化电介质(如SiNx)上设置栅极和/或源极场板,以减轻栅极漏极区域的高电场并获得更高的击穿电压[5-7]。它们也有助于抑制表面态引入的电流崩塌[5,8]。然而,场板结构将引入额外的寄生电容,导致更高的VDS×IDS功率损耗和更长的开关持续时间。此外,钝化层还会引入钝化电介质/(Al)GaN界面态,甚至电介质本身的体态,它们的捕获/去捕获过程会引起寄生电容的动态漂移,导致实际应用中开关转换紊乱,dV/dt控制失效[9-11]。
关键词:AlGaN、ALT、HEMT、高功率 RF 放大器、GaN、MTTF、可靠性、100V 摘要 据报道,在 100V 下工作的 RF GaN-SiC HEMT 在 200°C 通道温度下的中位故障时间 (MTTF) 为 1000 万小时。数据是从 300°C、315°C 和 330°C 三个温度下的加速寿命测试 (ALT) 推断出来的。为了捕获显著的统计变化,从来自不同批次的两个晶圆中挑选出每个温度的 10 个 ALT 代表性样本。故障设定为饱和漏源电流 (I DSS ) 下降 20%。在 100 V 下表征的 AlGaN/GaN on SiC HEMT 技术基于带背通孔的 0.5 m GaN 工艺。引言 最近有报道称,通过将工作电压提高到超过标准 50 V,可实现突破性的 2.3 kW UHF 单射频晶体管放大器 [1]。此外,用于 L 波段应用的 5 kW 单射频 GaN 晶体管将在 IMS-2022 [2] 上展示。在单个射频 GaN 晶体管放大器中实现数千瓦功率级将是促进兆瓦级射频系统中 TWTA 或其他真空电子器件替换的重要里程碑。为了实现这一技术转变,需要一种能够在 100 - 150 V 偏压下可靠工作的新型射频 GaN 晶体管。在更高电压下工作射频 GaN HEMT 的几个优点是:更高的功率密度、更高的效率、更高的阻抗和更宽的带宽;本文首次讨论高压射频 GaN HEMT 的可靠性。每当一种新的半导体技术被开发并推向市场时,人们就会明显担心其可靠性。在过去的 70 年中,人们开发了一套严格的测试来估计任何半导体技术在其预期工作条件和环境下的寿命 [3 – 4]。良好可靠性的普遍接受的指标是,在 200°C 的通道 (FET) 或结 (BJT) 工作温度下,现场寿命为 1000 万小时。为估计或推断这种寿命而开发的表征技术是通过加速寿命测试,其中半导体器件池在高温下运行以故意诱发故障,并测量每个池中 50% 的样品失效所需的时间。ALT
阈值电压不稳定很大程度上被归因于 p-GaN/AlGaN 堆栈中存在的两种竞争机制,即空穴和电子捕获,分别导致负和正的 V TH 偏移 [3-9]。其中一种机制的盛行程度可能取决于栅极偏压和温度 [3]、技术种类 [11] 以及应力 / 表征时间 [12]。总体而言,来自栅极金属的空穴注入和 / 或高场耗尽肖特基结中的碰撞电离已被确定为导致 V TH 不稳定的此类现象的根本原因。提出了一些工艺优化措施,例如降低栅极金属附近 p-GaN 层中的活性镁掺杂浓度 [11]、降低 AlGaN 势垒中的铝含量 [3] 以及优化 p-GaN 侧壁的蚀刻和钝化 [10],以限制正向栅极应力下的负和正 V TH 偏移。
在过去的几年中,基于Algan/GAN异质结构的设备因其物质特性而受到了极大的关注,包括宽带,高电子迁移率和二维电子气体(2DEG)的高密度,使其成为高功率和高频应用的最佳选择之一。然而,在散装或表面上存在几个不同性质的陷阱,阻碍了这些设备的性能,其行为的不良变化并限制了其可靠性[1]。捕获gan设备中的效果是显着的,这是两个有趣的原因。首先,它们可以通过捕获电子来耗尽2DEG,从而减少电流。第二,它们的缓慢性质会导致频率分散,从而限制了它们的动态性。最近,已经使用了多种技术来研究捕获机制的行为[2-4],这是由阻抗测量组成的最流行方法之一,允许查找电荷陷阱的激活能(E A)。晶体管中的表面和散装陷阱通常与经典的小信号等效电路并行或串联为RC电路建模,从而捕获设备输出阻抗的频率分散体。为了确定陷阱的参数,必须以广泛的温度(首先进行)进行AC表征,因为陷阱机制的影响在降低温度时会增加,其次,因为人们可以观察到电荷释放的热激活。
Ting-Ting Wang 1,2 , Sining Dong 1,2,* , Chong Li 1,2 , Wen-Cheng Yue 1,2 , Yang-Yang Lyu 1,2 , Chen-Guang Wang 1,2 , Chang-Kun Zeng 1 , Zixiong Yuan 1,2 , Wei Zhu 3 , Zhi-Li Xiao 4, 5 , Xiaoli Lu 6 , Bin Liu 1 , Hai Lu 1 , Hua-Bing Wang 1,2,7 , Peiheng Wu 1,2,7 , Wai-Kwong Kwok 4 and Yong-Lei Wang 1,2,7,*
摘要 — 我们报告了使用两种缓冲层用于毫米波应用的超薄(亚 10 nm 势垒厚度)AlN/GaN 异质结构的比较结果:1) 碳掺杂 GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 和 2) 双异质结构场效应晶体管 (DHFET)。观察到碳掺杂 HEMT 结构表现出优异的电气特性,最大漏极电流密度 I d 为 1.5 A/mm,外部跨导 G m 为 500 mS/mm,最大振荡频率 f max 为 242 GHz,同时使用 120 nm 的栅极长度。C 掺杂结构在高偏压下提供高频性能和出色的电子限制,可在 40 GHz 下实现最先进的输出功率密度(P OUT = 7 W/mm)和功率附加效率 (PAE) 组合,在脉冲模式下高达 V DS = 25V 时高于 52%。
摘要:一种前微型图案的渗透过程,用于制造Ti/al/ti/ti/tin ohmic接触到超薄式级别(UTB)Algan/gan异质结构,其欧姆接触电阻率明显降低了0.56ω·Mm的欧欧米触点电阻率为0.56ω·Mm,在同步型柔和的550°MM处于550°C c。板电阻随着电源定律的温度而增加,指数为+2.58,而特定的接触电阻率随温度而降低。接触机制可以通过热场射击(TFE)很好地描述。提取的Schottky屏障高度和电子浓度为0.31 eV和5.52×10 18 cm -3,这表明欧姆金属与UTB-ALGAN以及GAN缓冲液之间的亲密接触。尽管需要深入研究,但揭示了欧姆的透射长度与微图案大小之间的良好相关性。使用拟议的无AU欧姆式融合技术制造了初步的CMOS-PROCOSS-PROCESS-COMPAT-IS-INBLE-METAL-MUNS-DEMENDORATOR-极性高动力晶体管(MIS-HEMT)。
研究了功率 AlGaN/GaN HEMT 系列的击穿失效机制。这些器件采用市售的 MMIC/RF 技术与半绝缘 SiC 衬底制造。在 425 K 下进行 10 分钟热退火后,对晶体管进行了随温度变化的电气特性测量。发现没有场板的器件的击穿性能下降,负温度系数为 0.113 V/K。还发现击穿电压是栅极长度的减函数。在漏极电压应力测试期间,栅极电流与漏极电流同时增加。这表明从栅极到 2-DEG 区域的直接漏电流路径的可能性很大。漏电流是由原生和生成的陷阱/缺陷主导的栅极隧穿以及从栅极注入到沟道的热电子共同造成的。带场板的器件击穿电压从 40 V(无场板)提高到 138 V,负温度系数更低。对于场板长度为 1.6 l m 的器件,温度系数为 0.065 V/K。2011 Elsevier Ltd. 保留所有权利。