图3给出了不同AlN间隔层厚度下二维电子气密度的变化。间隔层厚度越高,片状电荷密度(ns)越好,在0.5nm~2nm之间与AlN间隔层厚度几乎呈线性关系。电子密度的增加是由于压电和自发极化的影响。由于明显的极化效应,AlN间隔层可能引起偶极散射增加,结果二维电子气迁移率下降。在此临界厚度以下,间隔层增强了导带位移,有效降低了波函数对AlN势垒的穿透,从而降低了合金无序扩散的影响。电子片密度为1.81×1013cm-2,与[15]中计算的1nm AlN层电子片密度大致相同。
摘要 —本文报告了增强型 (E-mode) p-GaN 栅极 Al-GaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 的高温 (HT) 稳定性,重点介绍了数字和模拟混合信号应用的关键晶体管级参数。从室温 (RT) 到 500°C 的现场测量表明,VVV th、RRR ON、III D , max 和 III G , max 的趋势与基于半导体特性的一阶变化的预期基本一致。制备的晶体管在 500°C 下 20 天内表现出稳定的性能。据作者所知,这项工作是首次系统地研究 E-mode p-GaN 栅极 AlGaN/GaN HEMT 的 HT 性能,并揭示了它们在混合信号和低压电源电路中的应用。索引词 —GaN、p-GaN、晶体管、高温、长期生存
2024 年 2 月 14 日 — 雷神微电子研究实验室。362 Lowell St.,安多弗,马萨诸塞州 01810。摘要。GaAs 赝晶高电子迁移率晶体管 (PHEMT)...
摘要 - 我们报告了ALSCN屏障宽带氮化物晶体管中铁电盖的首次观察。通过直接外观生长生长所实现的这些铁热型装置,其中一类新的铁电晶体管本身是极性的,其中半导体是极性的,并且结晶铁电屏障与底物搭配。迄今为止,此处报道的铁热室使用最薄的氮化物高和铁电屏障,以在4 A/mm处提供最高的电流,以及在任何铁电晶体管中观察到的最高速度ALSCN晶体管。ferrohemts hysteric i d-v gs环,阈值斜率低于玻尔兹曼的极限。对照ALN屏障Hemt既不表现出滞后,也不表现出子螺栓行为。这些结果将第一个外延高K和铁电屏障技术引入了RF和MM-Wave电子设备,但它们也引起了人们的兴趣,它是将数字电子中记忆和逻辑功能相结合的新材料平台。
电子产品中的辐射损伤减轻仍然是一个挑战,因为唯一成熟的技术——热退火,并不能保证获得良好的结果。在本研究中,我们介绍了一种非热退火技术,其中使用来自非常短持续时间和高电流密度脉冲的电子动量来瞄准和调动缺陷。该技术在 60 Co 伽马辐照(5 × 10 6 拉德剂量和 180 × 10 3 拉德 h − 1 剂量率)GaN 高电子迁移率晶体管上进行了演示。在 30 °C 或更低温度下,饱和电流和最大跨导完全恢复,阈值电压部分恢复。相比之下,300 °C 下的热退火大多使辐照后特性恶化。拉曼光谱显示缺陷增加,从而降低了二维电子气 (2DEG) 浓度并增加了载流子散射。由于电子动量力不适用于聚合物表面钝化,因此所提出的技术无法恢复栅极漏电流,但性能优于热退火。这项研究的结果可能有助于减轻电子器件中某些形式的辐射损伤,而这些损伤很难通过热退火实现。© 2022 电化学学会(“ ECS ” )。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ ac7f5a ]
最近,具有 25 nm T 栅极的 InP 基高电子迁移率晶体管 (HEMT) 已被证明可在 1.1 THz 下放大 [1],这使得传统电子设备在太赫兹应用方面比光学设备更具竞争力。尽管积极推动 T 栅极的占用空间变得更短以实现更高的工作频率现已成为热门研究课题,但针对 100 nm 以下 T 栅极的稳健且经济高效的 T 栅极工艺仍然是行业的首要任务。在本文中,我们将展示格拉斯哥大学在超短 T 栅极工艺开发方面的最新进展。该工艺涉及在 PMMA/LOR/CSAR 三层 EBL 光刻胶堆栈上进行单次电子束光刻 (EBL) 曝光。通过仔细控制光刻胶厚度、电子束剂量以及适当的显影剂和显影时间,我们开发了一种可靠且稳健的工艺,用于具有各种脚和头长度的 T 栅极。图 1 显示了 GaAs 半绝缘基板上典型 T 栅极的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。与最先进的 T 门工艺[3][4]相比,新工艺具有多项优势,并且有可能将 HEMT 的 THz 操作占用空间进一步缩小至 20 纳米以下。我们将在会议上更详细地阐述该工艺。
2. 1 寄生电感 小信号外参数提取方法的关键是简化图 1 中某一特定偏置点处的等效电路。在冷夹断条件下( V ds =0 , V gs < - V th ),漏源电流源和输出电导可忽略不计,因此耗尽区可以用三个电容 C ig 、 C id 和 C igd 来表征,如图 2 所示。通常先提取寄生电容,无法消除寄生电感的影响,因此在提取寄生电容之前必须先去嵌入寄生电感 L g 、 L d 和 L s ,这也是本文方法与 Gao 等方法的不同之处
摘要:氮化镓高电子迁移率晶体管 (GaN HEMT) 是实现高效紧凑电力电子系统的关键技术。在电源转换器的设计阶段,对 GaN HEMT 进行正确的建模对于充分利用其优良特性和解决当前技术的局限性至关重要。学术界和工业界长期以来一直在深入研究功率 MOSFET 的电路模型。这些模型能够模拟数据表信息,它们通常由设备制造商以网络表的形式提供,可以在任何类型的 SPICE 类软件中模拟。本文首先强调了 MOSFET 和 GaN HEMT 在数据表层面的相似之处和不同之处。根据这一分析,讨论了可用于 GaN HEMT 建模的 MOSFET 电路模型的特征。这项任务是通过概述 MOSFET 电路模型的文献以及分析制造商网络表来完成的,从而突出了有效或适用于 GaN HEMT 的 MOSFET 模型。研究表明,一些模型可以适用于 GaN HEMT 器件,以模拟室温下的静态特性,而动态特性的 MOSFET 模型可用于 GaN HEMT 器件。这项研究使器件建模者能够通过使用一些成熟的 MOSFET 模型来加快 GaN HEMT 建模速度。从这个角度来看,还提供了开发精确的 GaN HEMT 模型的一些建议。
关键词:高电子迁移率晶体管 (HEMT)、磷化铟 (InP)、高频、制造摘要自 DARPA 太赫兹电子项目结束以来,诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 一直致力于将工艺过渡到 100 毫米,并使先进的 InP HEMT 技术适用于高可靠性 A 类空间应用。NG 的 100 nm InP HEMT 节点目前处于制造就绪水平 (MRL) 9,而砷化铟复合通道 (IACC) 节点处于 MRL 3/4。为了提高 IACC 的 MRL,NG 一直致力于将工艺从材料生长转移到晶圆加工到 100 毫米生产线,并利用 100 nm InP HEMT 工艺的制造和认证专业知识。在整个工艺转移和成熟过程中,NG 克服了工艺重现性、产量和吞吐量方面的挑战,并进行了广泛的可靠性测试。引言在过去二十年中,在美国国防高级研究计划局、美国宇航局/喷气推进实验室和三军的资助下,诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 通过积极缩小 InP HEMT 尺寸并使用超高迁移率砷化铟复合通道 (IACC) HEMT 结构,展示了高达太赫兹的高电子迁移率晶体管 (HEMT) [1,2] 和单片微波集成电路 (MMIC) [3-6],如表 1 所示。InP 和 IACC HEMT 的关键制造步骤是分子束外延 (MBE)、电子束光刻 (EBL) 栅极、基板通孔 (TSV) 以及缩放互连和钝化工艺。材料生长和制造工艺最初是在 NG 的 75 毫米生产线上开发的。NG 致力于技术成熟工作,以缩小制造差距,以提高 IACC 节点的 MRL [7]。工艺概述 InP 和 IACC HEMT 晶圆采用分子束外延法在半绝缘 InP 衬底上生长。IACC 外延剖面具有复合通道,该通道由夹在两个晶格匹配的 In x Ga 1-x As 层之间的 InAs 层组成 [2]。高电子迁移率 InAs 通道是高频低直流功率操作的关键推动因素。肖特基势垒层和重掺杂帽经过优化,可实现低
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]。