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用于 mmW 应用的 C 掺杂 AlN/GaN HEMT 与 AlN/GaN/AlGaN 双异质结构的比较
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%。
JIANBANG GAN, PH.D. CURRICULUM VITAE
2008 年至今 德克萨斯 A&M 大学生态与保护生物学系 (2020 年至今) 和生态系统科学与管理系 (2008-2019) 教授 2016 年至今 德克萨斯 A&M 大学能源研究所附属教员 2018 年 (春季) 新西兰 Scion (皇家研究所) 访问科学家 2011-2012 耶鲁大学林业与环境研究学院访问学者 2008-2011 德克萨斯 A&M 大学生态系统科学与管理系研究生项目 (2009-2011) 和本科项目 (2008-2009) 副系主任 2001-2008 德克萨斯 A&M 大学生态系统科学与管理系副教授，农业经济学联合任命 1992-2001 教员（助理教授，1992-1997； 1997-1999；教授（1999-2001），塔斯基吉大学森林资源与农业经济项目联合聘任 1998-2001 塔斯基吉大学森林资源项目协调员 1992-2001 塔斯基吉大学国际项目开发协调员
TDG650E602TSP 空间 GaN E-mode 晶体管
• 一类/一级生产筛选 • 提供批次验收测试选项 • 650 V 增强型功率晶体管 • 顶部冷却、低电感 GaNPX ® 封装 • RDS(on) = 25 mΩ • IDS(max) = 60 A • 超低 FOM • 简单的栅极驱动要求（0 V 至 6 V） • 瞬态耐受栅极驱动（-20 V/+10 V） • 非常高的开关频率（> 10 MHz） • 快速且可控的下降和上升时间 • 反向传导能力 • 零反向恢复损耗 • 小型 9 x 7.6 mm 2 PCB 占用空间 • 双栅极焊盘可实现最佳电路板布局
TDG650E601TSP 空间 GaN E-mode 晶体管
栅极驱动为获得最佳 R DS(on) 性能，建议的栅极驱动电压范围 V GS 为 0 V 至 + 6 V。此外，重复栅极至源极电压最大额定值 V GS(AC) 为 +7 V 至 -10 V。对于长达 1 µs 的脉冲，栅极可以承受高达 +10 V 和 – 20 V 的非重复瞬变。这些规格使设计人员能够轻松使用 6.0 V 或 6.5 V 栅极驱动设置。在 6 V 栅极驱动电压下，增强型高电子迁移率晶体管 (E-HEMT) 得到完全增强并达到其最佳效率点。可以使用 5 V 栅极驱动，但可能会导致工作效率降低。从本质上讲，GaN Systems E-HEMT 不需要负栅极偏置来关闭。负栅极偏置（通常为 V GS = -3 V）可确保在栅极电压尖峰下安全运行，但是，如果驱动不当，它可能会增加反向传导损耗。有关更多详细信息，请参阅 www.gansystems.com 上的栅极驱动器应用说明“采用 GaN E-HEMT 的栅极驱动器电路设计”
GaN功率器件及应用可靠性
• 每个设备都有需要理解和设计的故障机制 • 高电场导致时间相关击穿 (TDB) • 高电场和热载流子导致电荷捕获 • 切换会导致反向恢复、高压摆率和热载流子磨损带来的应力 • 已知的 GaN 故障模式是切换时间尺度上的 Rds-on 增加。这种动态 Rds-on 增加是由于电荷捕获造成的。 • 可靠性工程包括使 FET 能够可靠地承受应用中的应力
AU/GAN和PEDOT的电气性能
I.引入电子组件的发展，例如Schottky二极管，MOS，晶体管和金属分离的半导体，GAN通常使用（MIS）。et cetera。[1-3]。氮化壳是一种非常有前途的材料，用于具有高强度，高频率和宽频率和高电子速度饱和的半导体材料。氮化岩二进制化合物是一种半导体直接带隙，其晶格参数=4.52Å，Eg = 3.22 eV，属于III-V家族的300 K [4]。此二进制化合物（LED），光电探测器（MSM），激光二极管，太阳能电池施加和现场效应微波晶体管[5-9]是光发射二极管中的有前途的材料。gan的高频特性使其适用于高频和高功率应用。[10，11]。已经对Schottky二极管设备生产的许多理论和实验研究进行了研究（Metal-GAN）。项目已经研究了在不同频率下1 kHz-1 MHz范围内Au / Nio / Gan Schottky二极管的电子参数和频率依赖性。
用于高效功率转换的 GaN 晶体管...
四十多年来，随着功率金属氧化物硅场效应晶体管 (MOSFET) 结构、技术和电路拓扑的创新与日常生活中对电力日益增长的需求保持同步，电源管理效率和成本稳步提高。然而，在新千年，随着硅功率 MOSFET 渐近其理论界限，改进速度已经放缓。功率 MOSFET 于 1976 年首次出现，作为双极晶体管的替代品。这些多数载流子器件比少数载流子器件速度更快、更坚固，电流增益更高（有关基本半导体物理的讨论，一个很好的参考资料是 [1]）。因此，开关电源转换成为商业现实。功率 MOSFET 最早的大批量消费者是早期台式计算机的 AC-DC 开关电源，其次是变速电机驱动器、荧光灯、DC-DC 转换器以及我们日常生活中成千上万的其他应用。最早的功率 MOSFET 之一是国际整流器公司于 1978 年 11 月推出的 IRF100。它拥有 100V 漏源击穿电压和 0.1 Ω 导通电阻 (R DS(on))，堪称当时的标杆。由于芯片尺寸超过 40mm2，标价为 34 美元，这款产品注定不会立即取代备受推崇的双极晶体管。从那时起，几家制造商开发了许多代功率 MOSFET。40 多年来，每年都会设定基准，随后不断超越。截至撰写本文时，100V 基准可以说是由英飞凌的 BSZ096N10LS5 保持的。与 IRF100 MOSFET 的电阻率品质因数 (4 Ω mm 2 ) 相比，BSZ096N10LS5 的品质因数为 0.060 Ω mm 2 。这几乎达到了硅器件的理论极限 [2]。功率 MOSFET 仍有待改进。例如，超结器件和 IGBT 已实现超越简单垂直多数载流子 MOSFET 理论极限的电导率改进。这些创新可能还会持续相当长一段时间，并且肯定能够利用功率 MOSFET 的低成本结构和一批受过良好教育的设计人员的专业知识，这些设计人员经过多年学习，已经学会了从功率转换电路和系统中榨干每一点性能。
GAN微毫无疑问激光器中的多模发射
M. L. Drechsler，M。Lorke，F。Jahnke理论物理研究所，不来梅大学，Otto-Hahn-Allee 1，28359 Bremen，德国，德国电子邮件：mon dre@uni-bremen.de l. S.-M. Choi，F。Nippert，A。Koulas-Simos，S。Reitzenstein固态物理研究所，柏林技术大学，Hardenbergstr。 36，10623柏林，Ger-许多电子邮件：luca.choi@physik.tu-berlin.de; felix@physik.tu-berlin.de; aris.koulas-simos@tu-berlin.de; stephan.reitzenstei berlin.de; M. R. Wagner Paul-Drude-Institut，用于节日个人电子电子产品，莱布尼兹研究所柏林E.V.，Hausvogteiplatz研究协会，Hausvogteiplatz 5-7，10117柏林，德国固体州立物理研究所，柏林技术大学，柏林，Hardenbergstr。 36，10623柏林，播放：wagner@pdi-berlin.de F. F. Tabataba-vakili物理学学院，慕尼黑量子量子中心和纳米科学中心和卢德维格 - 米克斯米尔人 - 马克西米利人 - 穆特尼亚人 - 穆特·穆特·穆纳奇（Ludwig-Maximilians-universitötmünchen） （MCQST），Schellingstraße4，80799慕尼黑，Germation：f.tabataba@lmu.de B. Alloing，P。BoucaudUniversit´e Cˆote d'Azur d'Azur，CNRS，CNRS，CNRS，CRHEA，CRHEA，RUE BERNARD GR'EGORY，RUE BERNARD GR'EGORY，0690555555555555555550505 SOPHIA-SOPHIA-SOPHIA-ASSHIAIPOLIS，FIMASTIPOLIS，FIMASSIPOLIS，FIMASS：： blandine.alloing@crhea.cnrs.fr; philippe.boucaud@crhea.cnrs.frM. L. Drechsler，M。Lorke，F。Jahnke理论物理研究所，不来梅大学，Otto-Hahn-Allee 1，28359 Bremen，德国，德国电子邮件：mon dre@uni-bremen.de l. S.-M. Choi，F。Nippert，A。Koulas-Simos，S。Reitzenstein固态物理研究所，柏林技术大学，Hardenbergstr。36，10623柏林，Ger-许多电子邮件：luca.choi@physik.tu-berlin.de; felix@physik.tu-berlin.de; aris.koulas-simos@tu-berlin.de; stephan.reitzenstei berlin.de; M. R. Wagner Paul-Drude-Institut，用于节日个人电子电子产品，莱布尼兹研究所柏林E.V.，Hausvogteiplatz研究协会，Hausvogteiplatz 5-7，10117柏林，德国固体州立物理研究所，柏林技术大学，柏林，Hardenbergstr。36，10623柏林，播放：wagner@pdi-berlin.de F. F. Tabataba-vakili物理学学院，慕尼黑量子量子中心和纳米科学中心和卢德维格 - 米克斯米尔人 - 马克西米利人 - 穆特尼亚人 - 穆特·穆特·穆纳奇（Ludwig-Maximilians-universitötmünchen） （MCQST），Schellingstraße4，80799慕尼黑，Germation：f.tabataba@lmu.de B. Alloing，P。BoucaudUniversit´e Cˆote d'Azur d'Azur，CNRS，CNRS，CNRS，CRHEA，CRHEA，RUE BERNARD GR'EGORY，RUE BERNARD GR'EGORY，0690555555555555555550505 SOPHIA-SOPHIA-SOPHIA-ASSHIAIPOLIS，FIMASTIPOLIS，FIMASSIPOLIS，FIMASS：： blandine.alloing@crhea.cnrs.fr; philippe.boucaud@crhea.cnrs.fr
碳和硅杂质缺陷
摘要：硝酸盐（GAN）中的缺陷单光子发射器（SPE）近年来由于其提供的优势而引起了人们的关注，包括在室温下操作，狭窄的排放线宽和高亮度。尽管如此，由于可能在GAN中形成的许多潜在缺陷，单光子发射机制的确切性质仍然不确定。在这项工作中，我们对从头算计算进行的系统研究表明，碳和硅作为氮化碳中的常见掺杂剂可以与GAN中的固有缺陷相互作用，并形成新的高速缺陷单光子来源。我们的发现确定了三元缺陷n ga v n c n，其寿命短于1 ns，而小零光子线（ZPL）为864 nm。换句话说，此缺陷可以用作短波长窗口中的高速单光子源进行纤维通信。在尖锐的对比度中，Si支持的缺陷N GA V n Si N具有较高的无占缺陷能水平，该缺陷能水平进入传导带，因此不适合单个光子发射。已经对潜在的缺陷，热稳定性和单光子发射特性进行了系统的研究。分别采用了perdew-burke-ernzerhof交换相关功能和HEYD-SCUSERIA-ERNZERHOF交换相关功能的放松计算和自洽计算。这些发现表明了通过碳或硅掺杂剂的高性能单光子来源的潜力。
GaN HEMT 航天鉴定指南 ...
以下是 GaN 半导体器件物理学家、工艺工程师、RF/微波设计师、航空航天工业专业人士、辐射效应专家、PM&P 专家、电子设备工程师、研究人员和科学家，他们为本文档的制定提供了帮助。他们参加每周的电话会议，为团队工作做出了贡献，并提出了许多有益的建议。他们贡献了集体智慧、想法、建议和意见。如果没有他们的服务，这些指南的效果会大打折扣。非常感谢他们的帮助。Assad, Chahriar 博士 波音公司技术研究员 Bole, Kenneth 高级研究工程师 空军研究实验室 新墨西哥州科特兰空军基地 Boutros, Karim 博士高级技术鉴定工程师 波音公司 Buttari, Dario 高级工程师 微电子工程师 诺斯罗普·格鲁曼公司 Cantarini, Bill 创始人 HiRel Component Solutions, LLC Carlos, Zenon F. 组件工程师 – 射频设备 波音研究与技术公司