微电子器件的性能和可靠性受器件层内的机械应变控制。通常,这是通过从外部或内部施加均匀分布的应变来研究的。本研究的重点是 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT),由于其压阻和压电特性,预计它对应变更敏感。因此,我们假设即使是微小但局部的应变也可能对 HEMT 的整体行为产生重大影响。为了研究这一假设,我们通过在 800 × 840 μ m 2 尺寸 HEMT 芯片背面铣削一个深度约为 70 μ m 的 20 × 30 μ m 2 微沟槽来引入高度局部的应变释放。使用微拉曼技术绘制了由此产生的平面内残余应变的局部松弛。我们的结果表明,仅 0.02% 的应变下降就可以使总输出饱和电流降低高达 ~20%。输出电流下降的原因是器件层中的应变释放导致二维电子气 (2DEG) 载流子密度和电子迁移率降低。然而,应变释放的机械过程也会导致界面产生缺陷,从而增加漏电流。我们的局部应变重新分布技术可以成为替代电子设备通道中固有局部应变累积影响的有效工具。
摘要 - 基于Algan的深紫外线发光二极管(DUV LED)的外部量子效率(EQE)由于电子泄漏的主要问题而远非令人满意阻塞层(P-EBL)可以在该界面附近诱导电子积累和孔耗尽,从而导致电子泄漏并阻碍孔注入。在本文中,我们提出了在LQB和P-EBL之间插入的Al-Composition Increasing Algan层(ACI-ALGAN),以增强DUV LED的载体注入能力,通过调节LQB/EBL界面和下层机制在LQB/EBL界面上调节偏振产生的表电荷产生的床单,并通过数字计算分析。插入结构可以消除LQB的P侧界面处的正电荷,并在P-EBL的N侧界面附近诱导孔积累,这随后可以减少电子泄漏和偏爱孔注射。提出的带有ACI-Algan层的DUV LED结构表现出增强的EQE 45.7%,其正向电压保持不变。此设计方案可以提供另一种方法来促进使用各种应用程序的DUV LED的性能。
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
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)。
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。
包括GAN,INN,ALN和ZnO的极性 - 肺导体的非中心对称晶体结构在研究了其菌株诱导的纳米能产生的潜力方面对科学共识感兴趣。耦合的半导体和压电性能产生了一个压电电源,可调节跨其异质结构界面的电荷传输。通过使用导电性原子显微镜,我们研究了在钼(MO)底物上生长的α纳米线(NWS)中产生的压平作效应的机制。通过使用PT – IR探针在NWS/MO结构上施加外部偏置和力,可以调节跨两个相邻的Schottky连接的电荷转运,这是由于明显的Schottky屏障高度(SBHS)的变化,而Schottky屏障高度(SBHS)是由于应变诱导的压电电位而导致的。对于背景力,我们测量了SBH的增加为98.12 MeV,该背景力对应于SBH变化∂ϕ∂F为6.24 MeV/nn,对于半导体/Ti/Mo界面。SBH调制负责对压电效应,通过测量从室温到398 K的温度依赖性I – V曲线进行进一步研究。从Algan NWS/Mo棚的独特结构中获得的见解,这些见解是在Algan/Mo Shed的独特结构上,对Metal-Sendoctor interface的电子特性以及Algan n Nw nw nw nw piquzoe nw pique的电子特性的启发光电子,传感器和能源产生应用。
分析了两个基于Algan的深紫外线(DUV)发光二极管(LED)的电流 - 电压(IV)特性,这些发光二极管(LED)分析了开放核螺纹位错的密度不同(Nanopipes)。模拟了一个三二极管电路,以模拟DUV LED的IV特性,但只能准确地对较低的泄漏电流(较低的Nanopipe密度DUV-LED)建模。发现,尽管纳米管以前被确定为固有的N型,但这些结构中的纳米管的电流泄漏仍在纠正。使用缺陷敏感的蚀刻,揭示了纳米管在DUV-LED的P型GAN上限层中终止。修改了电路模型,以说明N型纳米管和P型GAN之间的另一个P-N连接,并实现了漏水DUV LED的IV特征的极好拟合。
摘要 本文通过对有源区耗尽层的分析,首次得出AlGaN/GaN HEMT中耗尽层过程不同于硅功率器件的结论。基于AlGaN/GaN HEMT这种特殊的破坏原理,提出了一种新的RESURF AlGaN/GaN HEMT结构,以降低表面电场,提高击穿电压。该结构在极化AlGaN层中引入两个不同的负电荷区,通过耗尽2DEG来降低高边缘电场;在近漏极加入正电荷,首次降低了漏极高电场峰值。应用ISE仿真软件,在器件中验证了虚拟栅极效应。
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。